【摘 要】裂縫問(wèn)題是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題,最常發(fā)生卻很難控制。對(duì)其原因進(jìn)行分析,其產(chǎn)生的原因大多是由于施工季節(jié)、施工方法、工程材料以及外界條件等因素的作用。究其主要原因是由于混凝土墩臺(tái)內(nèi)部熱漲外部冷縮產(chǎn)生的。通過(guò)對(duì)其原因進(jìn)行分析,運(yùn)用有效的解決方法,促使裂縫產(chǎn)生得到盡可能的控制,避免裂縫導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。
【關(guān)鍵詞】橋梁工程;薄壁墩臺(tái);裂縫
近年來(lái),薄壁墩臺(tái)的形式在小跨徑的公路橋梁、城市道路的通道、高等級(jí)公路以及跨線橋中的運(yùn)用最為常見(jiàn)。其優(yōu)點(diǎn)主要包括:便捷、省工以及造型美觀等。當(dāng)河床較窄時(shí),為了縮短橋長(zhǎng),節(jié)約造價(jià),避免臺(tái)前錐坡對(duì)河床造成壓縮,可運(yùn)用于河相鄰近的墩臺(tái)自立的樁基薄壁墩臺(tái)進(jìn)行運(yùn)用,采用支撐梁對(duì)墩臺(tái)下方進(jìn)行設(shè)置,使整個(gè)橋梁形成統(tǒng)一的框架結(jié)構(gòu),將墩臺(tái)后產(chǎn)生的壓力被支撐梁所平衡。
1.薄壁墩臺(tái)裂縫產(chǎn)生的類型及處理措施
1.1施工過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫
1.1.1收縮裂縫的產(chǎn)生
在出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)不合理時(shí),拆模結(jié)束后墩臺(tái)混凝土表面會(huì)有裂縫產(chǎn)生,該類裂縫最多是由豎直向的形式。嚴(yán)格的對(duì)施工工藝進(jìn)行掌握,確保混凝土質(zhì)地達(dá)到均勻狀態(tài)。運(yùn)用有效的防止方法對(duì)養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行加強(qiáng)。其次,還應(yīng)對(duì)新老混凝土接縫位置中的約束影響進(jìn)行關(guān)注,必要時(shí)可采用膨脹水泥和接縫混凝土進(jìn)行配置。
1.1.2溫差裂縫的產(chǎn)生
重型結(jié)構(gòu)中有一定的厚度存在,水泥凝固時(shí)會(huì)有水化熱發(fā)生,表面存在較快散熱,使芯部有較高溫度產(chǎn)生,體積又較大尺寸時(shí),影響相對(duì)較大,導(dǎo)致內(nèi)部膨脹,表面收縮現(xiàn)象發(fā)生,從而到之后不規(guī)則裂縫出現(xiàn)。應(yīng)該按照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,運(yùn)用有效的處理措施。例如:混凝土的標(biāo)號(hào)及水泥用量得打盡可能的降低,使其施工要求及設(shè)計(jì)都能得到滿足,避免超強(qiáng)現(xiàn)象發(fā)生。運(yùn)用較低水化熱的水泥,例如礦渣水泥進(jìn)行施工。采用塑化劑進(jìn)行摻入,促使混凝土的和易性得到改善,從而使水泥用量得到一定程度的減少。拌和水溫的降低,例如冰水的摻和,使其內(nèi)部溫度得到一定的吸收及降低。大體積混凝土可對(duì)內(nèi)部水管進(jìn)行埋設(shè),例如厚度每隔3m左右,即可對(duì)直徑為25mm~30mm的黑鐵水管進(jìn)行埋設(shè),使其平面間距控制在大約1.5m,當(dāng)混凝土澆筑之后,即可對(duì)循環(huán)冷卻水進(jìn)行暢通。其次,路上橋墩應(yīng)和地面保持接近。
1.1.3模板變形的產(chǎn)生
在具有彈性支承的模板內(nèi)對(duì)混凝土進(jìn)行澆注,當(dāng)?shù)貙映霈F(xiàn)初凝之后,灌注后的混凝土重量能夠?qū)⒛0瀹a(chǎn)生變形,對(duì)補(bǔ)凝的地層混凝土通過(guò)受剪或受拉形成裂縫。特別是由伸臂托架對(duì)模板進(jìn)行支承,更應(yīng)對(duì)計(jì)算撓度及采取的相應(yīng)的措施進(jìn)行關(guān)注,應(yīng)采用拉條或撐桿對(duì)懸臂進(jìn)行加固,進(jìn)一步將變形得到減少。當(dāng)具有較大的重量時(shí),需要對(duì)腳手桿件中螺栓空隙的變形進(jìn)行消除,并實(shí)施吊掛壓重。在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑的過(guò)程中,應(yīng)逐步將其重量減少,促使?jié)窕炷猎黾拥挠绊懙玫降窒,從而保持變形量處于不變狀態(tài)。
1.2橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的裂縫
1.2.1集中的承壓應(yīng)力的產(chǎn)生
在冒頂上對(duì)支撐墊石進(jìn)行支承,使其四周有輻射向的裂縫出現(xiàn)。
1.2.2縱向力的扭曲的影響因素
墩身中心線上存在豎直裂縫,在多車道上對(duì)制動(dòng)力的空心墩身進(jìn)行承受,效果較為顯著。
1.2.3水平荷載的撓曲的影響因素
墩身有水平環(huán)狀裂縫產(chǎn)生,在地震后進(jìn)行檢查,很容易出現(xiàn)該類問(wèn)題。
1.2.4凍脹因素的影響
墩身空心,積水或排架墩樁身位置產(chǎn)生不密實(shí)的填充,冬季來(lái)臨時(shí)有寬闊豎向裂縫產(chǎn)生。
1.2.5局部拉應(yīng)力因素的影響
由于受力變形及溫度升降因素的影響,墩身挖空部分的楣梁或拱圈下緣、輪廓、截面有轉(zhuǎn)折角位置形成局部拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度,從而有裂縫產(chǎn)生。
1.3沉降裂縫的產(chǎn)生
1.3.1不均勻反力的影響
當(dāng)不均勻沉陷產(chǎn)生之后,自動(dòng)反力也會(huì)不均勻分布,剛性實(shí)體墩大多數(shù)會(huì)有傾斜產(chǎn)生,但柱式墩承臺(tái)相對(duì)狹長(zhǎng),當(dāng)彎矩出現(xiàn)改變后,會(huì)有豎直裂縫形成。所以,長(zhǎng)條型的墩身及承臺(tái)根據(jù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)對(duì)豎直分割施工縫進(jìn)行設(shè)置的關(guān)鍵,存在較好的施工效果。
1.3.2超靜定結(jié)構(gòu)變形的影響
當(dāng)超靜定結(jié)構(gòu)中框架墩產(chǎn)生不均勻沉陷時(shí),變形則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系中自重內(nèi)力出現(xiàn)變化,對(duì)比原設(shè)計(jì)假定的情況,會(huì)有較大出入產(chǎn)生,在原“反彎點(diǎn)”附近每根構(gòu)件的彎矩都會(huì)有不同素質(zhì)的內(nèi)力產(chǎn)生,對(duì)于配筋相對(duì)薄弱的區(qū)段,通常會(huì)有裂縫甚至折斷現(xiàn)象產(chǎn)生。通過(guò)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),該類問(wèn)題的產(chǎn)生僅僅通過(guò)鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)救是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在具有薄弱的配筋區(qū)段,應(yīng)對(duì)配筋進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾印F浯,在軟弱地基上?duì)墩臺(tái)進(jìn)行過(guò)設(shè)置時(shí),應(yīng)盡可能的避免對(duì)沉陷敏感的結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)用。若必須使用時(shí),可對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)整。
2.裂縫產(chǎn)生的原因
2.1構(gòu)造方面
由于橋梁薄壁墩臺(tái)的結(jié)構(gòu)厚度相對(duì)較小,通常在60~100cm之間。具有厚度小,較低的截面抗拉能力等特點(diǎn)。通過(guò)溫度及收縮的作用,大面積的額表面會(huì)有收縮力產(chǎn)生,很容易出現(xiàn)與混凝土的抗拉力超出的現(xiàn)象,最終導(dǎo)致貫通裂縫的形成。在對(duì)薄壁墩臺(tái)的底部進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),通常會(huì)和大體積的承臺(tái)固結(jié),運(yùn)用大量鋼筋對(duì)承臺(tái)及墩臺(tái)之間進(jìn)行聯(lián)結(jié),具有較大的剛度約束現(xiàn)象,導(dǎo)致墩臺(tái)混凝土在變形的過(guò)程中有較大應(yīng)力產(chǎn)生,該問(wèn)題也是導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的主要原因。
2.2施工材料方面
當(dāng)水泥質(zhì)量無(wú)法滿足施工要求時(shí),混凝土?xí)须x析、翻漿現(xiàn)象發(fā)生,骨料中存在不達(dá)標(biāo)的骨料或有泥土存在,具有較高的墩臺(tái)身。當(dāng)混凝土拌合料采用從上往下進(jìn)行卸落時(shí),容易有離散問(wèn)題形成。其次,由于振搗難度較大,無(wú)法對(duì)混凝土的均勻性進(jìn)行保證,導(dǎo)致局部位置或表面有較多砂漿,從而形成大且不均勻的收縮,最終造成收縮裂縫出現(xiàn)。
2.3環(huán)境方面
薄壁墩臺(tái)具有較大的表面積,外界環(huán)境對(duì)混凝土造成的影響相對(duì)顯著。當(dāng)溫度和濕度出現(xiàn)變化后,表面的水分會(huì)有蒸發(fā)出現(xiàn),表面的溫度降低較快,具有較大的內(nèi)外溫度差及表面收縮,最終造成裂縫的產(chǎn)生。
3.橋梁薄壁墩臺(tái)裂縫的預(yù)防
。1)在灌漿之前,應(yīng)運(yùn)用鋼絲刷對(duì)混凝土表面存在的浮渣、灰塵及松散層進(jìn)行有效的清除,嚴(yán)重情況下可采用丙酮對(duì)其進(jìn)行擦洗,直至混凝土土體露出即可,確保裂縫位置處于潔凈狀態(tài)。在布嘴的過(guò)程中,在具有較寬裂縫的位置對(duì)嘴子進(jìn)行粘合。應(yīng)根據(jù)裂縫的大小以及結(jié)構(gòu)形式來(lái)對(duì)嘴子之間的距離進(jìn)行確定,通常情況下應(yīng)控制在30~60cm之間,適當(dāng)對(duì)水平裂縫進(jìn)行縮小。當(dāng)裂縫處于縱橫交錯(cuò)時(shí),必須采用嘴子對(duì)交叉位置進(jìn)行設(shè)置。
(2)避免外界氣溫的驟降。當(dāng)處于炎熱天氣進(jìn)行混凝土的澆筑前,應(yīng)在鋼模外運(yùn)用澆水的方式,并對(duì)濕草簾進(jìn)行吊掛并覆蓋,促使氣溫得到有效的控制。當(dāng)外界溫度降低時(shí),覆蓋層內(nèi)以及模板的溫度具有緩慢變化,有效的避免熱量?jī)?nèi)侵的現(xiàn)象發(fā)生。
。3)養(yǎng)護(hù)工作的落實(shí)。當(dāng)在夏季進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)適當(dāng)?shù)膶?duì)養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng),禁止急于對(duì)模板進(jìn)行拆除,避免干縮裂縫的形成。若在低溫季節(jié)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí),則要對(duì)拆模時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐七t,并注意覆蓋保溫工作的落實(shí)。
4.結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在混凝土橋墩工程,特別是公路橋梁薄壁墩臺(tái)中,大多屬于大體積混凝土工程,導(dǎo)致大量裂縫因素出現(xiàn)。通過(guò)在施工過(guò)程中運(yùn)用具有針對(duì)性的處理措施,才能盡可能的將混凝土的開(kāi)裂得到減少或避免。由于混凝土墩臺(tái)裂縫產(chǎn)生的原因相對(duì)復(fù)雜,因此在處理的過(guò)程中應(yīng)要求施工技術(shù)人員對(duì)其原因進(jìn)行詳細(xì)的分析,從而找出有效的處理措施進(jìn)行運(yùn)用。 [科]
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