摘要:本文結(jié)合某橋梁施工,對(duì)橋梁裂縫的類(lèi)型和原因進(jìn)行了重點(diǎn)分析,并且提出了有效、合理的橋面裂縫控制措施,以期為同行從業(yè)人員提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:橋梁工程;橋面裂縫;裂縫類(lèi)型;成因;措施
0 引言
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快,道路橋梁工程在不斷的增加。而在橋梁工程中,橋面裂縫是一個(gè)共性現(xiàn)象,難以避免。橋面裂縫有結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性兩種,其出現(xiàn)裂縫的原因既有環(huán)境因素、施工因素也有材料與設(shè)計(jì)因素,甚至橋梁施工工藝控制好壞也是橋面裂縫能否得到有效控制的重要因素。但不管什么原因造成的裂縫,都將損壞橋梁結(jié)構(gòu),直接影響行車(chē)舒適性和安全性,同時(shí),對(duì)于這些裂縫的修復(fù)也十分困難。因此,重視橋面裂縫問(wèn)題,采取有效措施最大程度上避免早期裂縫的產(chǎn)生,控制使用期裂縫,實(shí)現(xiàn)路面工程經(jīng)久耐用目的,對(duì)于橋梁施工人員顯得極其必要。
1 橋面裂縫類(lèi)型及其原因探究
1.1 貫穿裂縫
1.1.1 縱向裂縫。在橋臺(tái)同路基連接段或者路基混凝土路面,倘若填料土質(zhì)及溫度不均勻,就會(huì)加大路基支承不均勻的可能性。如果路基稍有沉陷,在行車(chē)壓力以及板塊自重的作用下會(huì)導(dǎo)致縱向裂縫的出現(xiàn),同時(shí)裂縫將隨著雨水的浸泡而加大。
1.1.2 橫向裂縫。①溫度裂縫。任何材料都具有熱脹冷縮的性能,水泥混凝土也不例外。橋面鋪裝層的熱脹冷縮的產(chǎn)生前提條件是相鄰部分或整體性限制,相比較于混凝土材料的抗壓強(qiáng)度,其抗折強(qiáng)度較小,所以在鋪裝層中出現(xiàn)拉伸變形的情況下,極易發(fā)生開(kāi)裂。通常,溫度降低的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。鋪裝層在溫度降低的情況下將發(fā)生翹曲,并且板的溫度梯度以及結(jié)構(gòu)約束狀況決定了翹曲應(yīng)力的大小。②冷縮裂縫。水泥水化過(guò)程中,熱量初始散發(fā)較慢,在經(jīng)過(guò)大約25分鐘溫度會(huì)增加,而在水泥終凝后十二小時(shí)的水化熱溫度在80-90℃,導(dǎo)致內(nèi)部硅的體積加大,然而,板面溫度會(huì)隨著濕水養(yǎng)護(hù)以及晚間溫度的降低產(chǎn)生收縮,混凝土外部收縮而內(nèi)部膨脹,將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,倘若拉應(yīng)力超過(guò)混凝土極限抗拉強(qiáng)度,就會(huì)出現(xiàn)橫向斷裂或者冷縮裂縫。另外,由高溫降溫后,因?yàn)槭艿揭延杏不|或者基層的限制作用,隨著溫度的降低,自由收縮受到約束,將出現(xiàn)裂縫,此種裂縫大多數(shù)是貫穿路面的,所以,建議相關(guān)從業(yè)人員要及時(shí)地進(jìn)行切縫,從而避免裂縫的產(chǎn)生。③干縮裂縫。在混凝土硬化過(guò)程中,倘若失水,水泥漿體將產(chǎn)生收縮,在此種收縮受到限制的情況下會(huì)形成收縮應(yīng)力,混凝土結(jié)構(gòu)處于限制狀態(tài),其自身抗拉彈性應(yīng)變和徐變應(yīng)變同硬化干燥過(guò)程中,混凝土自由收縮率不相符時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂縫。同時(shí),混凝土的單位用水量越。▎挝挥盟咳绻^(guò)小,通常不可以達(dá)到施工要求),Ef越小,所以,在實(shí)際橋梁施工中,一般為達(dá)到縮小側(cè)限系數(shù)K的目的,易言之,通過(guò)設(shè)置接縫來(lái)緩和約束,進(jìn)而減小或避免裂縫的出現(xiàn)。
1.2 板角裂縫。板角作為混凝土路面板的薄弱部位,鑒于側(cè)模的模壁效應(yīng),在施工的過(guò)程中,一般不容易將混凝土振搗密實(shí),板角密實(shí)度不足,強(qiáng)度不夠,所以在受力方面相對(duì)不利,加之車(chē)載作用,極易產(chǎn)生板角裂縫。
1.3 表面龜裂。橋梁表面裂縫的產(chǎn)生主要是因?yàn)榛炷粱旌狭显缙谑^(guò)快形成干縮以及碳化收縮。混凝土混合料出現(xiàn)分層離析進(jìn)而形成表層泌水,導(dǎo)致混凝土表面的含水量加大。在泌水速度比表面水的蒸發(fā)速度慢的情況下,水的蒸發(fā)面將深入至混合料,產(chǎn)生相比凸面而言有較大壓力的凹面,并且固體顆粒間形成毛細(xì)管張力,在混凝土表面還沒(méi)有充分的硬化的情況下,其不能夠抵抗毛細(xì)管張力,導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫。
1.4 接縫碎裂。接縫碎裂指的是水泥混凝土路面板接縫兩側(cè)的剪切擠碎現(xiàn)象。氣溫的變化對(duì)脹縫的寬度有很大的影響。在氣溫上升的情況下,縫中的填縫料會(huì)被擠出,而在氣溫降低的情況下,性能不夠強(qiáng)的填料不可以恢復(fù),造成縫中出現(xiàn)空隙,侵入的雜物,諸如石屑、泥沙等將成為板塊伸張時(shí)的障礙,從而造成接縫處損壞。
2 控制橋面裂縫的措施探討
2.1 橋面鋼筋網(wǎng)對(duì)裂縫的影響。當(dāng)前,某些大橋鋪裝層采用進(jìn)口金屬網(wǎng),然而,從相關(guān)資料以及有關(guān)媒體報(bào)道可以看出,大部分橋面也都產(chǎn)生開(kāi)裂甚至損壞,并沒(méi)有達(dá)到理想的效果。導(dǎo)致開(kāi)裂的主要原因是金屬擴(kuò)張網(wǎng)含筋量過(guò)低,剛度不足,加之車(chē)載作用,不能夠有效擴(kuò)散荷載以及增加硅承壓面積而降低車(chē)載局部壓力。當(dāng)前,通常采用相對(duì)理想的#8鋼筋網(wǎng),10*10cm間距以及含筋率7.9kg/m2,鋪裝厚度一般為10cm。其順橋面縱向、橫向的垂直布筋方式,能夠讓其更好的參與橋梁橫向、縱向的拉伸受力。
2.2 加強(qiáng)橋面薄弱部位。一方面,增強(qiáng)板梁之間縱縫的聯(lián)系。鑒于板間屬于鉸結(jié)構(gòu),很容易導(dǎo)致橋面出現(xiàn)開(kāi)裂,所以,要注意加強(qiáng)此位置。針對(duì)橋面硅一次鋪裝而言,在預(yù)制梁時(shí)可預(yù)留鋼筋于梁側(cè);倘若是二次鋪裝,在板上整體現(xiàn)澆層內(nèi)布設(shè)$12鋼筋,以達(dá)到各板塊連接為整體之目的。另一方面,還應(yīng)增強(qiáng)預(yù)制架設(shè)的板梁同鋪裝層的聯(lián)系。板梁同鋪裝層鹼澆時(shí)間不一樣以及硅齡期不一樣,建議在施工的過(guò)程中布設(shè)豎錨筋或者把梁內(nèi)鋼筋伸入至鋪裝層,以確保其連為整體。
2.3 做好控制橋梁施工工藝的工作。對(duì)施工工藝的控制主要是做好以下幾方面的工作:①正確布設(shè)鋼筋網(wǎng)。$8鋼筋網(wǎng)的位置一定要達(dá)到要求,禁止沉底,同時(shí)其不得上浮,鑒于其容易出現(xiàn)順筋裂縫且鋼筋易于銹蝕。②配合比要合適,同時(shí)控制好坍落度。在確保混凝土標(biāo)號(hào)的前提條件下,應(yīng)對(duì)配合比進(jìn)行改善與合適的選擇,從而放緩或者減少硅的收縮,對(duì)于裂縫的控制具有顯著的效果。具體能夠采取的措施有:放緩硅的早強(qiáng)時(shí)間、坍落度要嚴(yán)格控制、骨料用量適當(dāng)增加以及減少砂率。③把握好混凝土施工時(shí)間。混凝土路面質(zhì)量的好壞在很大程度上取決于施工溫度變化以及空氣的溫度。因此,不管是在夏季高溫施工還是冬季低溫施工都要注重溫差。倘若施工溫差≧20℃,就要將混凝土施工時(shí)間掌握好,因?yàn)闇夭顚?dǎo)致水泥混凝土應(yīng)變以及內(nèi)應(yīng)力作用,加之初澆混凝土強(qiáng)度不夠,很容易產(chǎn)生開(kāi)裂。④控制好切縫的時(shí)間。適當(dāng)?shù)那锌p時(shí)間能夠有效地控制混凝土路面的早期開(kāi)裂。如果切縫過(guò)遲,則混凝土收縮出現(xiàn)斷板;如果切縫過(guò)早,則混凝土強(qiáng)度達(dá)不到要求,路面很容易被切縫機(jī)壓壞,同時(shí)易產(chǎn)生縫啃邊。⑤做好混凝土養(yǎng)護(hù)的工作。倘若在低溫條件下澆筑混凝土,就要根據(jù)規(guī)定做好混凝土保溫養(yǎng)護(hù)的工作,以避免混凝土早期受凍;炷两K凝后,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù),尤其是注重混凝土早期的養(yǎng)護(hù),可采取鋪砂或者鋪麻袋的措施,及時(shí)地進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),或者通過(guò)采用黃粘土在硅板面四周筑成土埂,灌水養(yǎng)生。
3 結(jié)論
作為橋梁結(jié)構(gòu)的外表面,橋面鋪裝施工的好與壞不僅對(duì)行車(chē)有直接的影響,而且關(guān)系到施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)在最大程度上重視橋面裂縫。橋面鋪裝層裂縫有疲勞裂縫、溫度裂縫以及干縮裂縫。①鑒于預(yù)制板的限制作用,鋪裝層不可自由收縮,并且鋪裝層形成裂縫的主要原因是其存在溫度梯度。②橋梁施工遇到高溫情況時(shí),應(yīng)按照不同溫度進(jìn)而維持一定濕度,能夠最大程度上預(yù)防干縮裂縫的產(chǎn)生。③橋梁施工中可摻加一定量的鋼纖維及聚合物、微膨脹劑以及引氣劑能夠有效地預(yù)防橋梁裂縫的出現(xiàn),同時(shí)能延長(zhǎng)鋪裝層的使用壽命。
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