研究道路桥梁施工中的混凝土裂缝形成原因及防治方法
摘要
关键词
路桥梁施工;混凝土裂缝;形成原因及防治方法
正文
在道路桥梁施工中,混凝土裂缝是常见的问题,不仅对结构外观造成影响,更重要的是威胁到桥梁的安全性和耐久性。混凝土裂缝的形成原因多种多样,包括材料特性、施工环境、施工工艺等。深入理解这些原因,并寻求有效的防治方法,对于提高道路桥梁施工质量、保障交通运输安全具有重要意义。本研究旨在系统分析混凝土裂缝的形成机理,并探讨可行的防治策略,以期为实际施工提供理论支持和实践指导。
一、路桥梁施工中的混凝土裂缝形成的原因
(一)温度变化
温度变化主要分为日温差、温度骤降和浇筑温度等几种情况。日温差由于太阳照射角度、范围等的差异,混凝土桥梁结构各部位所承受的温度不同,太阳照射部位比其他部位温度明显较高。主梁、桥墩侧面和桥面板容易受到暴晒,温度明显高于其他部位。气温下降时,雨、雪、冰冻引起桥梁面温度骤降,造成混凝土结构内外部温差骤变,从而桥面出现裂缝。大体积混凝土进行浇筑时,在水泥凝固过程中产生水化热,体积过大散发缓慢,这时混凝土结构内部温度会显著升高,混凝土受热膨胀,而混凝土表面散热较快,造成混凝土结构内外温度差,导致裂缝的产生。
(二)收缩作用
收缩作用是混凝土凝固过程中产生的一种自然现象。在混凝土凝固过程中,会发生一定程度的收缩。这种收缩是由于水分蒸发和胶凝材料的收缩引起的。收缩裂缝一般出现在混凝土的表面,形状多为不规则的龟裂状。裂缝宽度比较细,不贯通整个混凝土结构。如果混凝土结构的收缩受到约束,特别是在桥梁的底面与地面接触的部分,收缩应力可能会集中到一点,导致裂缝的产生。
(三)荷载过大
在道路桥梁施工中,荷载过大是一个常见的问题,也是导致混凝土裂缝产生的主要原因之一。当桥梁承受的静载或动载超过其承载能力时,就会产生裂缝。由于车辆的超载和超速行驶,也会对桥梁结构造成过大的冲击力,引起桥梁的震动和位移,加剧裂缝的产生和扩展。当荷载超过桥梁的承载能力时,会产生额外的应力。这种应力可能使混凝土产生弯曲、剪切或拉伸,导致混凝土结构出现裂缝。裂缝一旦形成,就会使更多的水分和有害物质进入混凝土内部,加速结构的腐蚀和破坏。裂缝还可能使结构的刚度和稳定性降低,使结构更容易受到外力的破坏。
二、路桥梁施工中的混凝土裂缝的防治方法
(一)控制温度
合理安排施工时间,尽量避免在高温天气下进行混凝土浇筑施工,选择在温度较为适宜的早晚进行施工,以减少因太阳暴晒造成混凝土温度升高的情况。采用降温措施,在混凝土浇筑中,可以采取洒水降温、搭设遮阳伞等措施,降低混凝土表面的温度。要采用适当的养护措施,如覆盖草帘、洒水保湿等。使用缓凝剂,在混凝土配合比中加入缓凝剂,可以延缓混凝土的凝固时间,减小水化热产生的热量,降低混凝土内部温混凝土表面覆盖保温材料,如草席、麻袋等,可以减少混凝土表面的热量散失,保持混凝土内部温度稳定,减小裂缝产生的概率,提高道路桥梁施工的质量和安全性。
(二)加强收缩控制
优化配合比,通过降低水灰比、减少水泥用量、增加粉煤灰等措施,可以减少混凝土的收缩。选择合适的外加剂和掺合料,也可以改善混凝土的收缩性能。加强混凝土养护,在混凝土浇筑完成后,应及时进行养护。保持混凝土表面的湿润,防止水分蒸发过快,可以有效地减小收缩应力的产生。控制好养护温度,避免温度变化过大,也可以减小收缩应力的影响。采用膨胀剂:在混凝土配合比中加入膨胀剂,可以补偿混凝土的收缩,减小收缩应力的产生。常用的膨胀剂有钙矾石、铝酸盐等,可以根据具体情况选择合适的膨胀剂。设置伸缩缝,在桥梁的重要部位设置伸缩缝,可以避免收缩应力集中到一点,保护桥梁结构不受损害。伸缩缝的设置应根据具体情况进行设计,并选择合适的材料和构造。加强结构设计,在结构设计时,应充分考虑混凝土的收缩特性,适当加强结构的承载能力,以减小收缩应力的影响。对桥梁的墩台、梁板等关键部位进行特殊处理,如增加配筋、改善结构形式等,也可以提高结构的抗裂性能。在实际施工中,应根据具体情况选择合适的措施进行应用。
(三)合理设计荷载
加强交通管理,限制重载车辆通行,设置专门的称重站点或使用交通监控设备,对超载车辆进行处罚,以减小车辆对桥梁的荷载。优化结构设计,在结构设计时,应充分考虑桥梁的承载能力,适当加强结构的承载能力,以减小荷载应力的影响。对关键部位进行特殊处理,如增加配筋、改善结构形式等,也可以提高结构的抗裂性能。加强施工质量控制,在施工过程中,应加强混凝土的施工质量管理,保证混凝土的强度和耐久性。对施工中的问题及时进行修复和处理,以减小裂缝产生的概率。定期检测和维护,对桥梁进行定期检测和维护,及时发现和处理裂缝等病害问题,防止问题恶化。对超载车辆进行限制和管理,以减小车辆对桥梁的荷载。通过以上措施的实施,可以有效地减小荷载过大对混凝土的影响,预防裂缝的产生,提高道路桥梁施工的质量和安全性。
三、总结
在道路桥梁施工中,混凝土裂缝是常见的问题,其原因主要包括温度变化、收缩作用和荷载过大。为了解决这一问题,需要采取一系列的防治措施。应控制施工中的温度,避免因温度过高或过低引起的混凝土裂缝。加强混凝土的收缩控制,采取适当的养护措施,减小收缩应力的影响。优化结构设计也是重要的防治方法,通过加强结构的承载能力,减小荷载应力的影响。加强施工质量控制和定期检测维护也是必要的措施。在未来的研究中,可以进一步探讨混凝土裂缝的形成机理和防治技术,为实际施工提供更加科学和有效的指导。加强施工管理和交通管理也是预防混凝土裂缝的重要措施。通过科学合理的施工安排和交通管制,可以减小外部因素对混凝土结构的破坏作用,提高道路桥梁的使用寿命和安全性。
参考文献
[1]苏彦彬.道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因及应对分析[J].四川建材,2023,49(1):118-119.
[2]马振芳,骆名建,宋振旺,etal.碳纤维加固补强技术在公路桥梁加固施工中的应用[J].交通世界,2023(30):137-139.
[3]盛利军.道路与桥梁施工中裂缝产生的原因及防治措施[J].中国厨卫,2022(11):0169-0171.
[4]李伟.道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因及防治措施[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(2):4.
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