控制桥梁施工裂缝探讨

控制桥梁施工裂缝探讨

【摘要】为解决桥梁工程施工裂缝问题,本文探讨桥梁在设计环节存在的缺陷及受温度因素、锈蚀因素、荷载因素等导致的裂缝,讨论做好桥梁施工裂缝管控的重要意义,并提出桥梁需要做好施工环节的管控、加强对施工温度的管控、做好钢筋锈蚀裂缝的控制、非结构性裂缝防止措施、积极开展后期养护与维修等施工裂缝的控制要点与对策。

【关键词】桥梁工程;施工裂缝;控制措施

0引言

桥梁施工期间,由于受到设计、施工以及外界环境等因素的影响,经常出现裂缝问题,严重影响桥梁工程的外观与安全性。当前,应加强对桥梁裂缝病害原因的分析,并采取针对性措施予以应对,提高桥梁工程施工质量,避免出现裂缝等问题。

1桥梁裂缝成因分析

1.1设计环节存在缺陷。在开展桥梁工程施工建设工作之前,通过控制桥梁结构与混凝土工程的设计质量,能够最大限度避免桥梁裂缝病害的产生。一旦设计方案出现缺陷或问题,不仅会出现施工裂缝,同时还可能影响桥梁结构的安全性与耐久性。此外,在进行桥梁整体结构的布设时,如果出现设计偏差,或者结构应力计算存在问题,也将出现桥梁裂缝。

1.2温度因素。一方面,桥梁结构施工时,大多采用混凝土现浇工艺,随着硬化过程的推进,混凝土结构内部的水化热逐步消散,这一阶段也容易产生裂缝。另一方面,桥梁工程的体积相对较大,结构较为复杂,在开展桥梁工程浇筑工作时,由于受到体积因素,内部的热量得不到及时消散,这也将导致外部约束裂缝的产生。

1.3锈蚀因素。首先,桥梁工程长期暴露在外界空气中,外界温度、湿度状况不断发生变化,包裹在钢筋外部的保护层难免出现裂缝。当内部钢筋与外界中的水分、氧气接触时,随着时间的推移将出现锈蚀问题。钢筋锈蚀过程中会产生鼓胀作用,该过程不仅会导致裂缝快速扩展,还可能引起外部混凝土的脱落。其次,部分施工单位为了降低施工成本,所选用的混凝土、钢筋等材料可能存在质量不达标的问题。同时,如果不能严格控制桥梁施工所用的砂石、水的质量,随着砂石、水中氯离子含量的增加,这也将加剧钢筋的锈蚀问题(见图1)。

1.4荷载因素。施工建设完成的桥梁结构,会受到自重、车辆荷载的长期作:①作用于桥梁结构的直接应力所引起的裂缝;②由于二次应力所产生的裂缝。桥梁结构如果存在混凝土配合比设计不合理、设计应力值的选取有误差等问题,或者设计工作中未能考虑施工因素的影响,都将导致裂缝的出现。此外,如果未能对各施工流程进行严格管控,未能按施工方案严格落实施工工艺,都将导致裂缝的出现。

2做好桥梁施工裂缝管控的重要意义

做好桥梁施工裂缝的管控有重要的意义:一方面,消除桥梁结构裂缝,能够提高结构外形的美观性。当桥梁出现裂缝时,要及时对其进行修复,以防裂缝数量的增多,进而影响桥梁结构的美观效果;另一方面,加强桥梁施工裂缝的管控,有助于提高桥梁工程结构的整体承载力,提升桥梁的耐久性于安全性。随着桥梁结构裂缝数量的不断增多,必将影响结构的整体承载效果,甚至威胁桥梁过程的运营年限。因而,在开展桥梁工程施工工作期间,要加强对各环节施工质量的控制,并通过优化混凝土配合比、改善桥梁结构、加强施工工艺管控等措施,提高桥梁整体施工质量,避免施工裂缝的出现。

3桥梁施工裂缝的控制要点分析

3.1做好施工环节的管控。①桥梁设计、施工时,要优化混凝土配合比设计,通过控制各类原材料的配比,改善混凝土结构的性能,消除桥梁施工裂缝;②拌合完成的混凝土要利用自卸车辆及时运输到施工现场,并组织人员合理浇筑混凝土;③目前桥梁梁体结构主要在预制场制作完成,并运输到施工现场进行拼装。在进行预制件的施工时,应当加强对施工质量的管控,严格按照各项设计参数进行构件制作,提高梁体的承载能力;④混凝土现场浇筑期间,要确保浇筑的连续性,中途不得出现中断问题。浇筑环节中要做好混凝土振捣质量的控制,振捣棒要采取快插慢拔的方式,确保各部位混凝土振捣施工到位。需要注意的是,混凝土振捣时不能出现漏振、过振等问题,以免产生施工裂缝。

3.2加强对施工温度的管控。一方面,在进行混凝土的拌和工作时,可以采用冷水进行砂石材料的降温,确保混凝土浇筑期间的温度满足要求。另一方面,如果在夏季进行桥梁施工,由于外部的环境温度相对较高,为了使混凝土内部产生的水化热得到及时消散,浇筑时可以适当增加混凝土的浇筑面积,减少混凝土的浇筑厚度。此外,可在混凝土结构内部增设冷水管道,浇筑时通入凉水,以达到降温的目的,浇筑完成之后,可以在管道内灌注混凝土,以提高结构的承载能力。另外,桥梁混凝土浇筑时间最好选在春、秋季节,夏季施工时可以在早上、晚上安排混凝土的浇筑,以降低外界温度对结构产生的不利影响。混凝土浇筑时,确保温度低于40℃,建筑体内外的温差不能超过25℃。浇筑完成后,确保浇筑体降温速度维持在2℃/d左右。

3.3做好钢筋锈蚀裂缝的控制。首先,通过控制桥梁施工所用各类材料的质量,能够有效防止钢筋锈蚀所引发的裂缝问题。施工期间所选用的砂石材料应为河砂,而不能选用海砂,以免氯离子含量过高而加速钢筋的锈蚀。其次,在进行混凝土的制备过程中,要严格管理水的质量,施工所用的水源不能出现酸性离子、氯离子等有害物质超标的问题。此外,施工时如果用到减水剂等其他种类的外加剂,应当严格管理其掺量。另外,混凝土浇筑时要切实做好浇筑工作,使钢筋与混凝土紧密的固结在一起。最后,桥梁设计、施工时,要对钢筋外部的保护层厚度进行优化,使保护层可以对内部的钢筋起到良好的保护。当出现锈蚀裂缝时,要及时进行修补,以防裂缝的扩展。

3.4非结构性裂缝防止措施。为避免桥梁工程出现非结构性裂缝,应从设计、施工阶段加强控制:①设计阶段应积极做好地质勘探工作,充分了解各层土体的深度、密度等信息,并通过勘测报告将其真实地反映出来。如果地层的变化相对较大,设计期间可以采用不同的桩基形式、桩径,以提高承载能力。如果桥梁采用明挖扩大基础,要按照受力荷载进行分块、分区设计,基础截面、深度应进行详细的检算;②施工期间要对基底的土质状况进行试验,确保各类参数与设计勘探参数保持一致。另外,进行基底回填时,不能扰动原地面土地。基础施工结束后,不能将其长时间地暴露在外界环境中,也不能发生浸水、冻胀等病害。施工时,可利用支架结构对基地进行预压,以防止出现非弹性变形。

3.5积极开展后期养护与维修。桥梁工程施工结束后,要及时开展混凝土结构的养护,以防裂缝病害的出现。具体养护期间,可采用复杂草席、喷洒水分的方式,确保混凝土表面的湿润性。同时,要加强对混凝土表面温度的监测,尤其在夏季高温时段,如果发现混凝土温度过高问题,可以通过增加洒水频率等措施,降低混凝土结构的温度。需要注意的是,由于桥梁混凝土结构体积相对较大,应适当延长养护时间(7d以上)。养护工作结束后,要对混凝土的强度进行检测,确保混凝土强度满足设计要求。检查期间,如果发现施工裂缝要及时进行修复。如果裂缝的宽度不超过0.2mm,修复过程中可以使用直接修复的方式,对裂缝表面进行封闭处理。如果检测发现裂缝的宽度介于0.2~0.5mm之间,可以使用灌浆修复法进行处理。需要注意的是,如果裂缝的宽度超过0.5mm,就要严格按照开槽法修复,利用聚合物砂浆进行填充。在开展修复工作之前,应当清理表面存在的杂物,以免影响修复工作的美观性。

4结语

桥梁施工裂缝的影响因素有很多,通过加强施工过程的工艺与质量管理,合理控制混凝土浇筑温度,加强后期的养护与维修等工作,能够有效避免施工裂缝的出现。

参考文献

[1]翟金军.分析道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因与防治措施[J].居舍,2018(29):14-15.

[2]齐翠强.桥梁施工技术及裂缝成因研究[J].建筑工程技术与设计,2019(35):16-17.

作者:郭利辉 单位:中国铁建投资集团有限公司