桥梁混凝土施工裂缝问题与防治

1、    桥梁混凝土施工裂缝问题与防治    陈华东 陈章银摘要: 文章主要对混凝土桥梁施工裂缝产生的原因及危害作了详细分析,并结合施工实际提出了针对性的防治对策，对预防混凝土桥梁施工裂缝具有一定的参考意义。关键词:桥梁施工；混凝土；裂缝；问题；防治0前言当前交通事业快速发展，也随之带动了桥梁工程的发展，桥梁工程的施工工艺也得到飞速的提升。在桥梁的施工过程中，各种管理手段的不断完善，使桥梁工程无论从内在的质量，还是外在的视角都日渐的走向成熟。但是在桥梁工程的建设当中，桥梁的裂缝问题依然是桥梁施工中，需要得到高度重视的问题。无论是从安全系数的角度考虑，还是从

2、施工企业的经济利益出发，对混凝土桥梁裂缝的认识都要进一步加强。只有对混凝土桥梁裂缝的产生原因进行全面的分析和研究，才能在混凝土桥梁的施工中尽量避免和预防裂缝的产生。1裂缝的种类及成因分析1.1荷载作用产生的裂缝钢筋混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,又可细分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种。承受拉(轴)力和弯矩的钢筋混凝土构件在横截面会产生一维的拉应力, 承受剪力和扭矩及其他复合受力结构则会出现主拉应力,它们都可能会在垂直于主拉应力的方向产生裂缝。裂缝一般沿构件宽度方向贯通部分截面或全截面。根据截面形状的不同,荷载裂缝的形态也会有所不同。1.2混凝土收缩引起的裂缝混凝土收缩

3、所产生的裂缝是最常见的一种裂缝,包括塑性收缩、缩水收缩、自生收缩和碳化收缩等,实际中以前两种收缩裂缝为主。混凝土浇筑4 h-5 h后,水泥水化反应激烈,逐渐形成分子链,水分急剧蒸发,骨料下沉,混凝土硬化尚未完成,此时发生的收缩称为塑性收缩。骨料下沉中受到钢筋阻挡,形成沿钢筋方向的裂缝,此即为塑性收缩裂缝。混凝土初步硬化完成后,表层水分逐渐蒸发,湿度逐渐降低,混凝土体积逐渐减小,称为缩水收缩。混凝土内外收缩不均匀,表面收缩大,因此会受到内部混凝土的约束,表面混凝土将会承受拉力,超过抗拉强度后,便会产生收缩裂缝。1.3温度变化引起的裂缝混凝土桥梁有些部位属于大体积混凝土工程,在砼凝固过程中,混凝土

4、内会产生较大的水化热,如果采取的措施不当,会造成混凝土内外的温差过大,产生较大的温差应力,如果温度应力超过砼自身的抗拉应力时，会导致混凝土产生裂缝。1.4基础变形引起的裂缝桥梁工程一般跨度大,宽度窄,基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,即使是很小的数值也会在结构中引起较大的附加应力,一旦超出结构的抗拉能力,就会发生开裂。基础沉降变形的主要原因有地质差异太大或勘察不详、结构荷载或基础类型差别太大等。1.5施工工艺质量引起的裂缝1)支架地基未压实、基础承载力不够,浇筑混凝土后支架产生不均匀沉降;2)支架刚度、强度、稳定性不足或模板刚度不足,浇筑混凝土中,混凝土自重及侧向压力迫使模板变形;过早拆模或野

5、蛮拆模引起的裂缝;3)混凝土搅拌、运输时间长,引起混凝土坍落度过低,和易性不好;4)混凝土配合比不符合规范要求,水泥、碎石、砂、外加剂、外掺料等不符合规范要求;5)擅自更改设计水灰比,从而导致混凝土凝结硬化时收缩量增加;6)混凝土未能严格按规范要求分层、分段浇筑,混凝土浇筑不连续;施工缝处理不到位;7)混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞等,削弱了截面承载力,引起钢筋锈蚀等;8)混凝土养护措施不当,使得混凝土的结构强度未达到设计目标。1.6钢筋锈蚀引起的裂缝一般桥梁结构都处在自然环境下,若构件保护层过薄、密实性较差或防腐措施不当,混凝土中的钢筋就会锈蚀,引起体积膨胀,导致混凝土顺筋胀

6、裂。这种先锈后裂的纵向裂缝一旦发生,就会逐步恶化,最终导致混凝土保护层成片剥落甚至钢筋锈断。1.7构件不能自由伸缩引起的裂缝现浇桥梁混凝土达到一定强度时支座临时锁定未及时解除,造成梁体不能自由伸缩引起的裂缝。除了以上所列的几种裂缝以外,施工材料缺陷、气候变化等也会对桥梁裂缝的产生有影响,需要结合具体工程条件及施工过程中的变化,做好动态控制的各项准备。2裂缝防治措施2.1设计防裂控制措施为尽量避免荷载裂缝的出现,应尽量避免结构突变或断面突变;如果结构突变不可避免,则应做好细部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋或斜向钢筋等。为防止混凝土收缩和温度变化引起的裂缝,可增加构造配

7、筋,以提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁结构(壁厚20 cm-60 cm)。为防止钢筋锈蚀引起的裂缝,设计中应严格按照规范要求控制裂缝宽度,采用足够的保护层厚度及防腐混凝土。2.2施工防裂控制措施2.2.1钢筋绑扎绑扎钢筋之前,首先应进行彻底的除锈工作以确保使用的钢筋质量。钢筋在加工场集中加工成型后运至现场进行安装,安装时严格把握钢筋的间距。钢筋规格、型号、数量、间距、几何尺寸、接头位置及质量等均应符合设计图纸和施工规范的要求,并严格做好原材料和接头试验。钢筋层间距对混凝土构件的受力性能影响显著,但钢筋保护层厚度不够却严重影响桥梁的使用寿命,尤其是在复杂恶劣的腐蚀环境下,因此,在钢筋层间应留有足够

8、的间距,钢筋外层与模板间应设置具备一定厚度的混凝土垫块。2.2.2模板的安装与拆除针对具体工程,应对模板及其支架的承载能力、刚度和稳定性进行校核,不能盲目依照经验和类似工程照搬使用。支架(脚手架或其他夹具)应牢固可靠,施工前必须对支架进行预压,以消除支架非弹性形变和测出弹性形变值以便立模预留预拱度。安装模板时应确保构造紧密、不漏浆、不滲水,形状规则,能保证混凝土的均匀性。模板及其支架的拆除顺序应按施工技术方案执行,未达到混凝土预定强度要求不得拆除。2.2.3混凝土的浇筑浇筑之前首先要对模板及支架、钢筋及其保护层厚度、预埋件、预留孔洞等进行检查,确认无误后方可进行浇筑。混凝土的拌和、运输等必须满

9、足连续浇筑要求。浇筑过程中要防止钢筋、模板、定位筋、垫块及预埋管道的移动和变形。大体积混凝土浇筑还要满足分层浇筑、分层振捣的要求,并应采取一定措施,有效降低混凝土的入模温度、控制砼内外的温差在25以内,从而减少温度裂缝的产生。砼骨料分布要均匀，振捣要密实，确保混凝土能填充到各个角落,同时也要避免过振引起塑性裂缝和干缩裂缝。2.2.4混凝土的养护混凝土终凝后应及时采用覆盖、洒水、喷雾或薄膜保湿等措施进行养护,避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力干扰等。对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,养护时间不得少于7 d,对于有抗渗要求或设计有明确要求的混凝土,养护时间不得少于1

10、4 d。大体积砼养护时，要采取相应措施，控制好砼内的外温差不超过25。冬季施工,不得向裸露部位的混凝土直接浇水养护,应用塑料薄膜或其他保温材料进行保温、保湿养护。2.2.5其他措施桥梁结构设计中考虑了施工顺序对内力的影响,施工中应严格按照制定的方案进行,不得随意更改施工顺序,以免引起不必要的附加应力导致结构开裂。施工技术方案中,应做好入模混凝土的温度控制、浇筑后混凝土温度控制、养护及拆除模板后的养护等措施,施工前做好施工技术交底,落实各项施工任务,分配专人进行技术指导和质量监督。结束语混凝土桥梁裂缝的存在对桥梁工程的负面影响甚大，它不仅影响的桥面的平稳度，甚至会导致安全事故的发生。混凝土桥梁裂缝的产生有很多的原因，有施工的因素、也有外界气候及内部化学变化的因素。总之无论哪种因素导致的混凝土施工裂缝，都会有一定且有效的预防手段进行控制。只有认真的加