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浅析城市桥梁裂缝产生原因与处理建议

日期: 2017-04-26
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    【摘 要】近年来城市交通建设获得了空前的发展机遇,各地市政建设中混凝土桥梁的兴建成为一项重要的施工项目。城市桥梁可以利用城市的高度,在纵向空间上挖掘城市交通发展的潜力。在进行城市桥梁的建设中会出现混凝土裂缝影响其使用功能和安全的情况,作为建筑业者对此必须有清醒的认识。本文在对于城市混凝土桥梁的裂缝进行归类和成因分析基础上,提供了做好城市混凝土桥梁裂缝处理的建议,希望可以对同仁起到参考和借鉴的作用。
中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3474521.htm
  【关键词】城市交通;桥梁;混凝土裂缝;产生原因;处理建议
  前言
  随着“十二五”的到来,交通基础设施建设得到了迅猛发展,全国范围内大量的混凝土桥梁出现在城市交通的建设工地。由于城市桥梁更多地受到环境、施工和人为因素的影响,在混凝土部位经常会出现有害的裂缝,混凝土裂缝是困扰城市桥梁工程技术人员和施工人员的一项通病,不但影响着城市桥梁的外观,也影响着城市桥梁的使用,还影响着城市桥梁的安全。应该看到,在城市桥梁的建造阶段,如果采用合理的设计、施工和养护,就可以有效克服和控制城市桥梁有害裂缝的产生和发展。因此,城市桥梁建设者应该对产生混凝土桥梁裂缝的原因进行分析,对裂缝的种类进行归类,找出在设计、施工和养护阶段克服和控制混凝土桥梁裂缝的措施,起到从源头上控制、防患于未然的作用。
  1 荷载引起的混凝土桥梁裂缝
  城市混凝土桥梁在荷载的情况下容易出现裂缝,按照受力的不同可以将裂缝分为直接应力裂缝和次应力裂缝。
  1.1直接应力裂缝
  桥梁受到外荷载引起的直接应力而产生的裂缝,产生直接应力裂缝的原因有:
  首先,在设计阶段,由于对混凝土桥梁结构计算中建模不合理、载荷计算失误、设计断面不足;钢筋结构配制失误;混凝土结构的设计与实际不相符等情况都是造成在设计阶段混凝土直接应力裂缝产生的原因。其次,在施工阶段,由于更改结构受力;不了解混凝土结构受力特点;任意安装和施工扥原因造成施工阶段混凝土直接应力裂缝产生的隐患。在养护阶段,在温度、湿度发生较大变化时,没有做好养护工作,使实际载荷超出设计载荷,为养护阶段混凝土直接应力裂缝的产生埋下伏笔。
  1.2次应力裂缝
  首先,在设计阶段,混凝土结构物与实际状态结构物存在的差距较大,引发混凝土桥梁在某些部位形成裂缝和开裂。其次,在施工阶段,桥梁结构中经常需要凿槽和开洞,这些实际工作在模拟计算中很难反映出来,并且在实际中集中于孔洞附近形成密集的力流,产生混凝土裂痕和受力钢筋截断。
  2 温度变化引起的混凝土桥梁裂缝
  混凝土由钢筋、水泥、沙石等材料凝固而成,具有热胀冷缩的性质,由于构成物质不同当外部温度发生变化时各物质的胀缩幅度不尽相同,产生内部应力,容易引发混凝土桥梁裂缝的产生。
  2.1 年温差
  年温差是混凝土计算内应力和设计弹性模量应重点考虑的要素,年温差对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,容易通过桥面冻热的伸缩效应产生裂缝。
  2.2 日照
  桥梁结构经过日照后温度呈现非线性分布,在结构内部出现自身约束作用和温度应力的矛盾,如果温差过大将导致桥梁局部拉应力较大,产生裂缝。
  2.3 温度骤变
  桥梁长期处于外部空间,很容易受到突降大雨、冰雹和降雪等冷空气骤然侵袭,这些情况会导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降,相对于混凝土内部温度形成差距较大的温度阶梯,在局部引发桥梁裂缝。
  2.4 水化热
  在大体积桥梁混凝土构件浇筑之后,由于水泥遇水产生水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。
  3 收缩引起的混凝土桥梁裂缝
  在城市桥梁的建设过程中因混凝土收缩所引起的裂缝是最常见的情况。混凝土收缩裂缝普遍存在于混凝土结构的表面,裂缝宽度较细,成龟裂状。
  3.1 塑性收缩
  混凝土浇筑后4~5小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。
  3.2 缩水收缩
  混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,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,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。
  3.3 自生收缩
  混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,可以是由普通硅酸盐水泥混凝土引发的收缩,也可以是矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土引发的收缩。
  3.4 炭化收缩
  大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。
  4 城市桥梁裂缝处理的建议
  4.1 表面处理法
  对于浆材难以灌入的细而浅的裂缝采用表面涂抹和表面贴补法,适用于大面积漏水的防渗堵漏和麻面混凝土表面修饰。
  4.2 填充法
  对于操作简单,宽度较窄,深度较浅,规模较小的裂缝采用修补材料直接填充裂缝的做好,也可以先对裂缝处做简易处理,采用取开V型槽,然后作填充处理的办法。
  4.3 灌浆法
  对混凝土裂缝处采取钻孔、封闭的办法,将普通水泥、聚合物等填充材料灌注到裂缝中去。
  5 结语
  综上所述,在资源和空间日益紧张的今天,做好城市桥梁的设计、施工和养护工作成为促进社会和谐发展、改善群众生产生活条件、确保人民生命财产安全的重要措施。由于城市桥梁的重要作用和数量的猛增,使得我们将关注的重点放在如何确保桥梁的质量、功能和安全上。城市桥梁的混凝土由于各种因素的影响容易出现裂缝的现象,严重的混凝土裂缝会影响城市桥梁的使用功能和降低运行的安全性。应该对城市桥梁混凝土裂缝的产生原因进行分析,找出解决城市桥梁混凝土裂缝的措施,为建筑企业的发展,城市交通的顺畅,社会的和谐稳定服务。
  参考文献
  [1]郭丽,罗小珊. 混凝土桥梁裂缝产生的原因[J]. 中国新技术新产品. 2010,18.
  [2]曹祥彬. 桥梁施工中大体积混凝土梁的裂缝控制[J]. 中国新技术新产品. 2010,18.
  [3]刘维佳. 桥梁裂缝成因与修复措施浅析[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2011,02.
  [4]吴敏. 浅析预应力混凝土桥梁早期裂缝的成因与防治[J]. 青海交通科技. 2011,05.
  [5]翟朝霞,陈玉梅,周俊丽. 桥梁裂缝产生原因及防治对策分析[J]. 科技与企业. 2011,12.
  身份证号:230203197003141437

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