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混凝土橋樑結構裂縫的預防措施

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隨著交通事業的飛速發展,我國的橋樑建設廣泛用於公路、鐵路建築中。橋樑施工過程中,很容易出現裂縫。裂縫的出現不僅僅影響工程質量甚至會導致橋樑垮塌。混凝土開裂經常困擾著我們橋樑工程技術人員。其實,如果採取有效的施工措施,很多裂縫是可以克服和控制的。為了儘量避免工程中出現危害較大的裂縫、少出裂縫,提出了有效預防與處治的對策,以保證結構的安全和耐久性。

混凝土橋樑結構裂縫的預防措施

2 常見的混凝土施工裂縫形成原因

裂縫可分為結構性裂縫及非結構性裂縫兩大型別。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、長期乾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採用的結構型式在荷載作用下必然會產生的裂縫,如非預應力的預製樑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定了預拱,但在荷載作用下,預拱消失後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樑頂負彎矩區產生裂縫。這種裂縫是正常的、安

全的,但裂縫的寬度應小於0.20mm或設計規定的範圍,若超過這個範圍,那麼裂縫就不正常了,就需要對其成因及安全性作進一步分析和鑑定。施工結構性裂縫是指由於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。

2.2 非結構性裂縫的形成原因

2.2.1人為產生的裂縫

(1) 設計不當產生的裂縫。為追求建築物的外觀樣式,建築物表面存在過多凹凸角,產生的凹角應力集中導致出現裂縫。一些超長建築物,很易出現伸縮裂縫。此外,因設計的承重板件厚度太小,剛度減弱,板中受拉鋼筋和受壓混凝土應力增大,致使板件出現穿透性裂縫。(2)混凝土材料使用不當產生的裂縫,比如:使用導致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標號低或水灰比高均易產生裂縫。(3)施工方法不規範會導致混凝土產生裂縫。

2.2.2 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於混凝土在塑性狀態下其基礎、支架等有不均勻沉降,使區域性地方的混凝土變形受約束導致裂縫;二是由於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於混凝土快速乾燥,混凝土內水份的蒸發速率大於其泌水速率,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於 混凝土本身的抗拉強度而導致裂縫。

2.2.3 溫度應力引起的裂縫

溫度應力引起裂縫,即由於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。由於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,由於混凝土散熱快,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於混凝土內部的收縮率,從而使表面混凝土產生裂縫。

2.2.4 長期幹縮引起的裂縫

長期幹縮引起的裂縫,即混凝土長期暴露於不飽和的空氣中由於物理的、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,幹縮產生的混凝土應變速率非常慢,而且混凝土徐變產生的鬆弛可抵消部分幹縮應變。但混凝土設計的體積與表面積的比值、分佈鋼筋的佈置、混凝土的配合比及混凝土所處環境的溫度、溼度等都會導致幹縮而產生裂縫。

3 橋樑混凝土裂縫的施工防治措施

3.1材料控制

(1)選用收縮性較低的水泥,合理搭配水泥強度等級與混凝土強度等級之間關係。一般情況下,水泥強度比所使用的混凝土強度大一個等級。如配置C30混凝土,使用強度等級為42.5的水泥比較合適,可以達到合理的水灰比,保證施工質量。切記不能只為片面追求經濟效益,使用高標號水泥、大水灰比的配合

比。在現場一定要設定與施工規模和進度相匹配的水泥庫,嚴禁不同廠家的水泥混用。

(2)選用級配良好的粗、細骨料,粗骨料中針片狀石子嚴禁超標,細骨料不能使用細砂,含泥量嚴格控制在規範要求以內。儘量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時,採用灑水等降溫措施,減緩混凝土水化反應速度,降低混凝土入模溫度。

3.2 溫度的控制

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