市政桥梁施工混凝土裂缝分析及其防治技术措施

2022-09-11

引言:随着我国社会经济的发展, 道路桥架工程越来越多, 目前很多市政桥梁选择钢筋混凝土结构形式, 但混凝土具有抗拉性能差、裂缝控制难等缺陷, 一旦市政桥梁在施工中出现了裂缝, 不但会降低桥梁的使用寿命, 甚至会导致桥梁发生垮塌。在这样的基础上开展市政桥梁施工混凝土裂缝分析及其防治技术措施就显得尤为重要。

一、案例分析

某市政桥梁的结构类型为重力式混凝土桥台、混凝土圆柱桥墩, 其中主桥为64m+102m+64m连续刚构, 而引桥采用了28m的小箱梁, 桥面采用混凝土铺装层, 其厚度大约为10cm, 引桥铺装厚度为4cm。此桥梁在2015年8月完成施工, 在进行试用行车时, 在混凝土表面发现320多条不规则裂缝, 其宽度在0.15mm~1.6mm之间, 长度在2cm~4cm之间。

二、市政桥梁施工混凝土裂缝市政桥梁施工混凝土裂缝

根据该桥梁工程的实际情况, 相关人员进行深入调查分析, 发现裂缝产生的原因包括以下几个方面:

(一) 荷载裂缝

荷载裂缝是桥梁在使用过程中, 受到荷载超出了混凝土可承受的最大荷载, 从而产生裂缝。就此市政桥梁而言, 在非预应力梁板施工中采用了传统的预拱施工方式, 在试用行车过程中, 收到荷载的相关作用, 导致预拱逐步消失, 从而在底部抗拉的位置发生开裂。虽然此种裂缝是不可避免的, 但是如果超出允许范围, 就会对结构的安全造成巨大影响, 同时如果在施工过程中, 张拉力顺序不规范也会导致桥梁产生荷载裂缝。

(二) 塑性裂缝

混凝土在施工中, 水化反应是客观存在的, 导致混凝土因失水而发生收缩现象。同时, 混凝土在施工中如果振捣不合理, 骨料会在自重的作用下发生下沉现象, 如果在下沉过程中被钢筋阻挡, 就会顺着钢筋的方向产生裂缝。

(三) 温差裂缝

市政桥梁施工混凝土中混凝土浇筑是一项重要工作, 从初凝到终凝发展中, 水泥会发生水化反应, 产生大量的水化热, 从而提升混凝土的温度, 就混凝土而言, 内部和外部散热条件存在较大差异, 从而在混凝土内部和外部形成温度梯度, 主要表现为, 外部温度比较低, 内部温度高, 就会在混凝土内部形成较大的应力, 而且在混凝土表面有较大的拉应力, 从而产生温差裂缝。

(四) 干缩裂缝

当混凝土完成施工以后, 受到风干和蒸发的影响, 混凝土体积会不断减小, 在此过程中如果受外界因素的限制, 就会产生裂缝, 被称之为干缩裂缝。通常情况下, 混凝土表明的水分不断蒸发, 温度持续下降, 但是混凝土内部和外部水分损失的速度不尽相同, 从而引发收缩变形不均匀, 就会形成干缩裂缝。

三、市政桥梁施工混凝土裂缝防治技术措施

(一) 市政桥梁施工混凝土裂缝防治措施

要想从根本上控制混凝土裂缝, 可以从以下几个方面进行入手:第一, 严格控制材料质量。有数据表明材料对桥梁工程质量的影响程度高达75%以上, 因此, 在具体施工中必须对原材料进行严格控制, 混凝土的配合比、含水量等严格按照桥梁工程的规范标准进行实施调整选择, 才能确保混凝土施工质量;第二, 有效减少混凝土配置中水泥的的用量, 水泥具有水化热的特点, 所以在建筑工程施工中发生混凝土裂缝是在所难免的, 只能通过减少混凝土配置中水泥的用量来进行合理避免, 减少混凝土中水泥的用量, 同时也要满足建筑工程荷载的具体需求;第三, 科学合理的控制桥梁荷载。在设计初, 桥梁设计人员必须对桥梁的整体布局进行合理规划, 并对桥梁内部的布局科学合理分配, 确保桥梁的设计荷载远远大于实际荷载, 才能最大限度上避免荷载裂缝的出现;第四, 合理控制施工设计。在设计计算阶段, 必须避免出现漏算、计算模型不合理等问题, 因此在结构设计中, 必须充分考虑施工可能遇到的各种问题。

(二) 市政桥梁施工混凝土裂缝防治技术

1. 温度控制

在混凝土拌和时要先用水将碎石冷却, 以降低混凝土浇筑时的温度, 如果在夏季施工, 要尽量选择温度比较低的夜间浇筑, 减少浇筑厚度, 并通过浇筑层进行散热。

2. 施工控制

在混凝土浇筑时遵循边浇筑边振捣的原则, 而且振捣的速度不能太快, 否则会导致混凝土沉实不足, 硬化以后会产生较大的裂缝。如果采取分段分层浇筑的方式, 必须格外注意接头的位置, 避免在新旧交换的连接位置形成裂缝。避免模板刚度不足导致浇筑混凝土时侧向压力作用下, 出现模板变形, 而产生和模板变形抑制的裂缝。

3. 分块浇筑

通常情况下如果混凝土浇筑的体积比较大, 就可以采用分块浇筑的方式, 分块浇筑可分为水平浇筑和分层浇筑两大类, 如果在桥梁混凝土浇筑过程中, 采用分层多次浇筑, 各个分层之间的部位要按照施工缝进行处理, 并严格控制每层混凝土浇筑的间歇时间, 避免间歇过长对后浇筑的混凝土产生约束力。

4. 二次振捣

大量工程实例表明, 二次振捣可以很大程度上提高混凝土的抗裂性, 在当混凝土浇筑完成以后而且混凝土尚未凝固时进行二次振捣, 能够有效避免水平钢筋下部产生的水分和空隙, 从而提高钢筋和混凝土的凝聚力。

(三) 加强后期混凝土的养护

刚刚浇筑完成后的混凝土, 还处于凝固硬化阶段, 水泥水化反应的速度比较快, 产生的温度应力也就比较多, 在此基础上要创造良好地方的潮湿环境, 从而最大限度上避免混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。如果不进行及时养护, 混凝土内部的水分就会迅速蒸发, 导致水泥水化反应不能完全进行, 水分蒸发就会加大混凝土收缩量, 从而导致混凝土表面龟裂、麻面、气泡等质量问题, 从而大大降低了混凝土的抗渗性, 甚至会导致混凝土完全丧失了抗渗能力, 对大体积混凝土建筑工程的质量产生严重影响。

四、结束语

综上所述, 在市政桥梁工程中混凝土裂缝是最常见的一种质量通病, 产生裂缝的因素非常多, 包括温度、荷载、水化热等, 而且在施工中一旦出现质量裂缝, 就势必会对桥梁质量和使用寿命造成严重影响。因此, 在具体施工过程中, 要对施工的材料、温度、荷载、设计方案进行严格控制, 才能提高桥梁的使用性能, 确保桥梁工程质量。

摘要：针对市政桥梁施工混凝土裂缝和防治技术, 结合工程实例, 在阐述混凝土裂缝形式以及原因的基础, 分析了裂缝防治技术措施。最后通过深入分析, 得出科学合理的防治技术措施是抑制混凝土裂缝产生关键的结论, 希望对提高我国市政桥梁施工质量有一定帮助。

关键词：市政桥梁,混凝土裂缝,形成原因,防治技术