1前言

隨著現(xiàn)代橋梁工程施工工藝的飛速發(fā)展,各種管理手段的不斷完善與加強(qiáng),橋梁工程的內(nèi)在施工質(zhì)量已經(jīng)有了長(zhǎng)足的提高,外觀質(zhì)量已成為反映施工企業(yè)技術(shù)水平的最重要的一面,如何提高混凝土的外觀質(zhì)量減少裂縫亦成為建設(shè)單位、監(jiān)理部門及施工企業(yè)要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。在橋梁混凝土領(lǐng)域,一個(gè)相當(dāng)普遍的質(zhì)量問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題,它已影響到正常的生活和生產(chǎn),并困擾著大批工程技術(shù)人員和管理人員,是一個(gè)迫切需要解決的技術(shù)難題。雖然理論認(rèn)為,結(jié)構(gòu)裂縫是不可避免的現(xiàn)象,但通過(guò)施工中的技術(shù)管理措施,減少和控制裂縫是完全可能的。本文重點(diǎn)分析裂縫產(chǎn)生的原因,提出防治與處理裂縫的措施。

2橋梁裂縫形成原因

裂縫可分為結(jié)構(gòu)性裂縫及非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類型。其中結(jié)構(gòu)性裂縫可分為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性裂縫及施工結(jié)構(gòu)性裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫可分為塑性裂縫、溫差裂縫、長(zhǎng)期干裂縫、龜裂縫及其它侵害性裂縫。

2.1結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)裂縫是指設(shè)計(jì)時(shí)采用的結(jié)構(gòu)型式在荷載作用下必然會(huì)產(chǎn)生的裂縫,如非預(yù)應(yīng)力的預(yù)制梁板及非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁等。雖然在施工時(shí)針對(duì)這種形式設(shè)置了預(yù)拱,但在荷載作用下,預(yù)拱消失后梁底抗拉區(qū)的混凝土最終還是要開裂的。非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁還在梁頂負(fù)彎矩區(qū)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫是正常的、安全的,但裂縫的寬度應(yīng)小于0.20cm或設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍,若超過(guò)這個(gè)范圍,那么裂縫就不正常了,就需要對(duì)其成因及安全性作進(jìn)一步分析和鑒定。施工結(jié)構(gòu)性裂縫是指由于施工原因造成的結(jié)構(gòu)性裂縫,如預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉裂縫,普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁支架拆除過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫等等。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉裂縫一般是由于錨墊板位置沒(méi)按設(shè)計(jì)位置布置、錨墊板后螺旋筋沒(méi)有頂牢錨墊板、錨墊板混凝土不密實(shí)或混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范規(guī)定的張拉強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行張拉等原因造成的;普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁拆架過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫是由于落架順

序不當(dāng)或落架時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的,因?yàn)橐宦?lián)箱梁落架不可能在瞬間完成,有一個(gè)從簡(jiǎn)支梁到連續(xù)梁的受力體系以接近設(shè)計(jì)受力體系的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,那么連續(xù)梁的負(fù)彎矩區(qū)在簡(jiǎn)支過(guò)程中梁底是肯定要產(chǎn)生橫向裂縫的。

2.2非結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因

(1)塑性裂縫

塑性裂縫,即混凝土在可塑狀態(tài)下出現(xiàn)的裂縫,分為沉降裂縫和收縮裂縫兩種形式。沉降裂縫產(chǎn)生的原因一是由于混凝土在塑性狀態(tài)下其基礎(chǔ)、支架等有不均勻沉降,使局部地方的}昆凝土變形受約束導(dǎo)致裂縫;二是由于重力作用使混凝土中較重顆粒下沉,而使水泥漿上浮,當(dāng)這種下沉受到鋼筋、模板拉桿約束時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土快速干燥,混凝土內(nèi)水份的蒸發(fā)速率大于其泌水速率,在固體顆粒水面形成彎月形產(chǎn)生毛細(xì)管張力,混凝土自體收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度而導(dǎo)致裂縫。

(2)溫差裂縫

溫差裂縫,即由于混凝土自體的溫度變化及混凝土自體溫度與環(huán)境溫度的差異使混凝土自體收縮不均而產(chǎn)生的裂縫。由于早期混凝土構(gòu)件被模板等材料隔離,水泥水化所產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)到空氣中,故在初始24h內(nèi)混凝土溫度將升高,過(guò)幾天后隨著熱量的散發(fā)混凝土將變冷,此時(shí)混凝土?xí)a(chǎn)生收縮,這種收縮受結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋及外部模板等約束會(huì)使混凝土開裂;當(dāng)混凝土冬季施工時(shí),由于混凝土散熱快,其內(nèi)部溫度較高,而表面溫度受環(huán)境影響變得較低,表面混凝土的收縮率大于混凝土內(nèi)部的收縮率,從而使表面混凝土產(chǎn)生裂縫。

(3)長(zhǎng)期干縮裂縫

長(zhǎng)期干縮裂縫,即混凝土長(zhǎng)期暴露于不飽和的空氣中由于物理的、化學(xué)的失水使混凝土體積縮小,當(dāng)縮小受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫。通常來(lái)講,干縮產(chǎn)生的混凝土應(yīng)變速率非常慢,而且混凝土徐變產(chǎn)生的松弛可抵消部分干縮應(yīng)變。但混凝土設(shè)計(jì)的體積與表面積的比值、分布鋼筋的布置、混凝土的配合比及混凝土所處環(huán)境的溫度、濕度等都會(huì)導(dǎo)致干縮裂縫。

3橋梁裂縫的處理措施

3.1表面處理法

表面處理法包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法,表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫、深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫、不漏水的裂縫、不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫,表面貼補(bǔ)(木工膜或其他防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。

3.2填充法

填充法就是用修補(bǔ)材料直接填充裂縫。一般用來(lái)修補(bǔ)較寬(裂縫寬度I>0-3mm)的裂縫,作業(yè)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低。對(duì)裂縫寬度<O.3mm且深度較淺,可采用開v型槽,然后作填充處理。

3.3灌漿法

此法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。

3.4結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、火災(zāi)造成裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的,可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法、錨補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)法等。

3.5防止施工工藝質(zhì)量低劣引發(fā)的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、拼裝及吊裝過(guò)程中,若施工工藝不合理,施工質(zhì)量低劣,容易產(chǎn)生各種裂縫,裂縫的寬度因產(chǎn)生的原因而異。比較常見的有:1、混凝土振搗過(guò)快,混凝土流動(dòng)性較低,在硬化前因混凝土沉實(shí)不足,硬化后沉實(shí)過(guò)大,容易澆筑數(shù)小時(shí)后發(fā)生裂縫,既塑性收縮裂縫。2、混凝土應(yīng)嚴(yán)格按配合比計(jì)量投料,拌和時(shí)間不應(yīng)小于1~2min,使和易性好,不離析,不析水,運(yùn)輸時(shí)間短,澆注時(shí)分層澆注,分層厚度不應(yīng)大于30cm。振搗時(shí)應(yīng)讓振搗棒插入前層5~lOcm,振搗時(shí)間為lmin左右,直至排出氣泡為止。3、混凝土保護(hù)層過(guò)厚或上層鋼筋被踩壓變位,使承受負(fù)彎矩的受力鋼筋保護(hù)層加厚,導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減少,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。4、混凝土運(yùn)輸是混凝土施工過(guò)程中的一道工序,運(yùn)輸工具保證不滲露,不析水避免日曬雨淋,在運(yùn)輸過(guò)程中,混凝土不能離析,運(yùn)輸時(shí)間不應(yīng)大于30min,在高溫下運(yùn)輸應(yīng)及時(shí)檢測(cè)混凝土坍落度,以確保由于蒸發(fā)而造成的水分損失,并及時(shí)調(diào)整坍落度。5、混凝土分層或分段澆筑時(shí),接頭部位處理不當(dāng),易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。6、施工模板剛度不足,在澆筑混凝土?xí)r,由于側(cè)向壓力的作用,使得模板變形,產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。7、施工時(shí)拆模過(guò)早,混凝土強(qiáng)度不足,使構(gòu)件在自重或施工荷載作用下,產(chǎn)生裂縫。

4結(jié)束語(yǔ)

混凝土橋梁發(fā)生裂縫的主要原因有以上幾種,如何采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施來(lái)克服和控制大的裂縫產(chǎn)生,是每一個(gè)工程技術(shù)人員應(yīng)該遵循的原則。因此,嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理,是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中,進(jìn)一步加強(qiáng)巡查和管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題。