探索梁裂縫的原因和預防策略

時間:2022-04-01 06:30:00

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探索梁裂縫的原因和預防策略

1前言

隨著現代橋梁工程施工工藝的飛速發展,各種管理手段的不斷完善與加強,橋梁工程的內在施工質量已經有了長足的提高,外觀質量已成為反映施工企業技術水平的最重要的一面,如何提高混凝土的外觀質量減少裂縫亦成為建設單位、監理部門及施工企業要解決的重點問題。在橋梁混凝土領域,一個相當普遍的質量問題就是結構裂縫問題,它已影響到正常的生活和生產,并困擾著大批工程技術人員和管理人員,是一個迫切需要解決的技術難題。雖然理論認為,結構裂縫是不可避免的現象,但通過施工中的技術管理措施,減少和控制裂縫是完全可能的。本文重點分析裂縫產生的原因,提出防治與處理裂縫的措施。

2橋梁裂縫形成原因

裂縫可分為結構性裂縫及非結構性裂縫兩大類型。其中結構性裂縫可分為設計結構性裂縫及施工結構性裂縫。非結構性裂縫可分為塑性裂縫、溫差裂縫、長期干裂縫、龜裂縫及其它侵害性裂縫。

2.1結構性裂縫的形成原因

設計結構裂縫是指設計時采用的結構型式在荷載作用下必然會產生的裂縫,如非預應力的預制梁板及非預應力現澆連續箱梁等。雖然在施工時針對這種形式設置了預拱,但在荷載作用下,預拱消失后梁底抗拉區的混凝土最終還是要開裂的。非預應力現澆連續箱梁還在梁頂負彎矩區產生裂縫。這種裂縫是正常的、安全的,但裂縫的寬度應小于0.20cm或設計規定的范圍,若超過這個范圍,那么裂縫就不正常了,就需要對其成因及安全性作進一步分析和鑒定。施工結構性裂縫是指由于施工原因造成的結構性裂縫,如預應力結構的張拉裂縫,普通鋼筋混凝土連續箱梁支架拆除過程中產生的裂縫等等。預應力結構的張拉裂縫一般是由于錨墊板位置沒按設計位置布置、錨墊板后螺旋筋沒有頂牢錨墊板、錨墊板混凝土不密實或混凝土強度未達到設計或規范規定的張拉強度時進行張拉等原因造成的;普通鋼筋混凝土連續箱梁拆架過程中產生的裂縫是由于落架順

序不當或落架時間過長引起的,因為一聯箱梁落架不可能在瞬間完成,有一個從簡支梁到連續梁的受力體系以接近設計受力體系的方式進行轉換,那么連續梁的負彎矩區在簡支過程中梁底是肯定要產生橫向裂縫的。

2.2非結構性裂縫的形成原因

(1)塑性裂縫

塑性裂縫,即混凝土在可塑狀態下出現的裂縫,分為沉降裂縫和收縮裂縫兩種形式。沉降裂縫產生的原因一是由于混凝土在塑性狀態下其基礎、支架等有不均勻沉降,使局部地方的}昆凝土變形受約束導致裂縫;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,當這種下沉受到鋼筋、模板拉桿約束時就會產生裂縫。收縮裂縫產生的主要原因是由于混凝土快速干燥,混凝土內水份的蒸發速率大于其泌水速率,在固體顆粒水面形成彎月形產生毛細管張力,混凝土自體收縮所產生的拉應力大于混凝土本身的抗拉強度而導致裂縫。

(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境溫度的差異使混凝土自體收縮不均而產生的裂縫。由于早期混凝土構件被模板等材料隔離,水泥水化所產生的熱量無法及時散發到空氣中,故在初始24h內混凝土溫度將升高,過幾天后隨著熱量的散發混凝土將變冷,此時混凝土會產生收縮,這種收縮受結構內部鋼筋及外部模板等約束會使混凝土開裂;當混凝土冬季施工時,由于混凝土散熱快,其內部溫度較高,而表面溫度受環境影響變得較低,表面混凝土的收縮率大于混凝土內部的收縮率,從而使表面混凝土產生裂縫。

(3)長期干縮裂縫

長期干縮裂縫,即混凝土長期暴露于不飽和的空氣中由于物理的、化學的失水使混凝土體積縮小,當縮小受到約束時產生的裂縫。通常來講,干縮產生的混凝土應變速率非常慢,而且混凝土徐變產生的松弛可抵消部分干縮應變。但混凝土設計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境的溫度、濕度等都會導致干縮裂縫。

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法,表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫、深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫、不漏水的裂縫、不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫,表面貼補(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

填充法就是用修補材料直接填充裂縫。一般用來修補較寬(裂縫寬度I>0-3mm)的裂縫,作業簡單,費用低。對裂縫寬度<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

此法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。

3.4結構補強法

因超荷載產生的裂縫、火災造成裂縫等影響結構強度的,可采取結構補強法、錨補強法、預應法等。

3.5防止施工工藝質量低劣引發的裂縫

在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理,施工質量低劣,容易產生各種裂縫,裂縫的寬度因產生的原因而異。比較常見的有:1、混凝土振搗過快,混凝土流動性較低,在硬化前因混凝土沉實不足,硬化后沉實過大,容易澆筑數小時后發生裂縫,既塑性收縮裂縫。2、混凝土應嚴格按配合比計量投料,拌和時間不應小于1~2min,使和易性好,不離析,不析水,運輸時間短,澆注時分層澆注,分層厚度不應大于30cm。振搗時應讓振搗棒插入前層5~lOcm,振搗時間為lmin左右,直至排出氣泡為止。3、混凝土保護層過厚或上層鋼筋被踩壓變位,使承受負彎矩的受力鋼筋保護層加厚,導致構件的有效高度減少,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。4、混凝土運輸是混凝土施工過程中的一道工序,運輸工具保證不滲露,不析水避免日曬雨淋,在運輸過程中,混凝土不能離析,運輸時間不應大于30min,在高溫下運輸應及時檢測混凝土坍落度,以確保由于蒸發而造成的水分損失,并及時調整坍落度。5、混凝土分層或分段澆筑時,接頭部位處理不當,易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。6、施工模板剛度不足,在澆筑混凝土時,由于側向壓力的作用,使得模板變形,產生與模板變形一致的裂縫。7、施工時拆模過早,混凝土強度不足,使構件在自重或施工荷載作用下,產生裂縫。

4結束語

混凝土橋梁發生裂縫的主要原因有以上幾種,如何采取一定的設計和施工措施來克服和控制大的裂縫產生,是每一個工程技術人員應該遵循的原則。因此,嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計、施工和監理,是保證結構安全耐用的前提和基礎。在運營管理過程中,進一步加強巡查和管理,及時發現和處理問題。