桥梁施工中产生了混凝土裂缝,如何应对?
包菜和生姜
2023年12月28日 10:08:12
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      1 桥梁施工中混凝土裂缝概述         一般来讲,桥梁施工中混凝土裂缝可分为温度引起的裂缝、收缩引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、沉降引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝及施工裂缝等。



     
1 桥梁施工中混凝土裂缝概述        

一般来讲,桥梁施工中混凝土裂缝可分为温度引起的裂缝、收缩引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、沉降引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝及施工裂缝等。

1.1  温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化时,混凝土将发生变形。

一旦变形受阻,则会在结构内产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,即产生温度裂缝。

在某些大跨径桥梁中。温度应力可以达到甚至超出活载应力。

1.2  收缩引起的裂缝收缩裂缝是混凝土因收缩而发生的体积变化,它主要包括塑性收缩裂缝和干缩裂缝。

塑性收缩裂缝主要发生在初凝开始,进行养护之前.此时水泥水化反应剧烈,会出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩。

收缩时,表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约,使由软变硬中的塑态混凝土产生拉应力,从而形成微裂缝。

而干缩裂缝则多发生在混凝土硬化前后.此时混凝土表层水分散发快,内部散发慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩。

表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土受到的拉应力超过其抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。

1.3  沉降引起的裂缝由于基础产生竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力。当其超过混凝土结构的抗拉强度时,结构开裂。

1.4  钢筋锈蚀引起的裂由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表而,

使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋中铁离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏。

钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约24倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,

导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。

由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱。结构承载力下降,并将诱发其他形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。

1.5  冻胀引起的裂缝混凝土构件是非匀质密实构件,其内部存在各种空隙,当处于吸水饱和状态的混凝土温度低于0℃时,

内部水分冻结,体积膨胀9%,使混凝土因膨胀而产生拉应力导致裂缝出现。

冬季施工时,对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施,也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

温度低于0℃和混凝土吸水饱和,是发生冻胀破坏的必要条件。

另外,当混凝土中骨料空隙多、吸水性强,骨料中含泥土等杂质过多;

混凝土水灰比偏大、振捣不密实;

养护不足使混凝土早期受冻等,均可能导致混凝土冻胀裂缝。


     
2 裂缝控制措施分析        

2.1   加强温度控制,改善混凝土裂缝  充分改良骨料的配置,适当增加添加剂,尽可能采用干硬性混凝土进行桥梁施工,这样可有效降低混凝土中的水泥成分。

在混凝土的拌和过程中,在适当的时候将水洒在碎石上,达到冷却碎石的目的,从而降低了混凝土浇注时的温度。

尤其在夏天的施工中,必须减少混凝土的浇注厚度,利用浇注层的面积,充分散热。

适当条件下,可在混凝土内部敷设降温水管,达到全面降温混凝土的目的。

对于施工工序的安排,必须时间合理。对于混凝土暴露面积,要适宜。

选择高性能的混凝土,增加抗裂效果,避免表面干缩程度大的混凝土应用于桥梁施工中。

塑性沉降裂缝在施工中常常见到,所以在施工中必须加强基础处理,合理对支架进行布置。

就支架来说,必须用面积法测定表面受力,采取预压措施,来减低非弹性形变的产生。

在混凝土中添加减水剂,这样的话能避免泌水,增加了混凝土保护层厚度,在桥梁施工中,有必要采取二次抹面。

对于塑性收缩裂缝而言,其主要的防治方法是加强混凝土的早期养护,然后降低混凝土中水分增发的速度。

此方法具体是用麻袋以及海绵等物质覆盖混凝土结构的表面,对混凝土进行浇水湿治。

温度裂缝的防治措施,主要是加强注意施工中混凝土浇注时间以及速度,在浇注过程中控制温度。

在夏季而言,混凝土骨料必须进行洒水,而在冬季施工中,混凝土表面采取保温措施。

2.2 施工控制  严格控制混凝土施工配合比,根据 和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比,严格控制水灰比和水泥用量,要求监理严格监督控制。

把好质量关,选择级配良好的石子,控制砂的粒径及含量,适当减少空隙率以减少混凝土收缩量,从而加强混凝土抗裂强度。

养护实践证明,混凝土养护工作,是整个施工过程中非常重要环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝。

更重要的是在高温下施工,应经常浇水养护,一来可减少温度产生的裂缝,二来可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。


     
3 裂缝修补        

3.1   表面修补  裂缝的修补方法通常是表面修补,其优势十分明显,常常处理表面裂缝以及深度裂缝,而且对于混凝土的结构承载力影响很小。

表面修补法,作为裂缝修补的常用技术,一般来讲,其做法就是表面涂浆,即在混凝土裂缝的表面涂抹水泥浆。

有些桥梁工程中采用环氧胶泥进行表面涂抹,并为了满足防腐需要,在裂缝涂浆后,采取刷漆措施。

有些时候,表面修补完成后,往往由于应力的存在,使得混凝土裂缝继续开裂,此时可在裂缝的表面粘附玻璃纤维布,确保裂缝修补完整。

3.2   灌浆法  当裂缝对于桥梁结构有严重影响的时候,或者桥梁对防渗有着一定的要求时,表面修补已不能满足相关要求,必须采用灌浆法进行处理。  
所谓灌浆法,通常而言,是采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中,浆质料随着时间的推移,会达到硬化, 硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体,避免的裂缝的存在,并具备一定的密封性能。  
浆质材料通常有很多种,在工程中一般采用水泥浆或者环氧聚合物,对于裂缝比较严重的,可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作为浆质料。  
3.3   嵌缝法  嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法,即在混凝土的裂缝处开槽, 在开好的槽内填充止水材料,这样既可对裂缝进行封堵,有利于裂缝外观的平整。  

3.4   结构加固法  在很多桥梁工程中,有些裂缝的产生,会严重改变混凝土结构性能,对桥梁寿命以及使用性能产生严重影响。

此时对于桥梁混凝土裂缝,必须采取结构加固法来进行混凝土加固。

结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。

来源: 中国商品混凝土网 

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