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摘要:随着桥梁在道路中的占比越来越大,在适应道路线形方面起到了不可替代的作用,但作为直接暴露在自然环境的大型工程设施,难免产生一些病害,其中裂缝是桥梁工程最常见的病害之一。虽然一些初期裂缝并不会对桥梁造成实质性影响,但随着时间的推移裂缝会不断扩展,进而造成大面积破坏,威胁桥梁安全,因此有必要在明确桥梁裂缝产生原因的基础上,探究有效的防治措施。
关键词:路桥施工;裂缝;防治技术;混凝土浇筑;应用
引言
随着我国公路的大规模建设并投入运营,桥梁的养护维修工作也变得愈发重要,而公路桥梁裂缝病害的处治则是养护维修中的一项重要内容。在养护维修工程中对裂缝的分析及处治措施的不当,将使桥梁存在巨大的安全隐患,因此需对桥梁存在的裂缝进行详细的科学分析,并采取相应的处治措施。
1道路桥梁裂缝的危害及成因分析
1.1裂缝的危害
(1)桥梁裂缝问题的出现会对桥梁带来巨大的危害,其最为严重的危害主要包括2项,分别为渗透危害和腐蚀危害。其中渗透危害主要是对桥梁结构的损害,由于裂缝的存在,当遭遇雨雪天气时,桥面的积水会透过裂缝渗透至桥梁结构内部,并在外界环境及行车荷载的作用下,导致桥梁结构受损,同时出现各类病害,如坑槽、水损害等,如造成的损害严重甚至会直接影响桥梁的使用安全。(2)腐蚀危害主要是对桥梁钢筋的损害,裂缝的出现会导致钢筋外层的保护层裸露于空气中并遭受不断磨损,经长时间的磨损后钢筋会直接与空气中的水分接触,从而被慢慢锈蚀,随着锈蚀问题的发生,桥梁裂缝也会逐步扩大,桥梁结构的强度、刚性逐渐降低,若不能及时发现并处理,甚至会导致桥梁坍塌而引发安全事故。
1.2地基变形引起的裂缝
在桥梁施工和使用过程中,基础会因水平位移、不均匀沉降等多种原因发生变形。一旦基础变形,结构的应力就会发生变化,进而产生一些附加应力,导致桥梁结构开裂。造成地基不均匀沉降的原因有:桥梁施工时的试验数据不够准确或不够完善,地质勘探所采用的计算方法不够准确;结构基础的类型存在较大差异,即同一桥使用完全不同的基础,导致基础沉降存在显着差异;地基的地质条件明显不同。例如,建在河谷的桥梁的地基与山坡和河谷的地基差别很大,表现出完全不同的压缩性;地基发生冻胀,我国北方冬季气温一般在0℃以下。如果基础土含水量高,在低温条件下会结冰。次年气温回升时,地基土会融化,造成地基沉降。
1.3结构超载产生的裂缝
桥梁结构超载产生的裂缝一般分为两种,一种是在结构施工过程中,由于临时荷载增加过多,导致桥梁局部承载能力不足产生裂缝;另一种是在运营阶段,桥梁长期承受超载汽车的运行,使桥梁底板产生较多纵横向裂缝。其中部分典型裂缝在重载汽车通过时裂开,通过后又假性“闭合”,在长期作用下,极易导致裂缝处钢筋的锈蚀,从而加速桥梁结构的破坏。
1.4温度应力引起的裂缝
温度变化导致混凝土桥梁结构产生热胀冷缩,而其约束条件导致产生温度应力,当该应力大于结构的混凝土抗拉强度时,则最先在其表面产生裂缝,并在长期的温差循环下使裂缝发展变宽。年温差虽较为缓慢,但由于夏季和冬季的温差变化大,在桥梁受到约束制约时,容易产生裂缝;日温差主要发生在夏季温度较高时,阳光直射桥梁结构的部位与背阴部位温差较大,导致桥梁结构各部位温差较大,从而产生温差应力并引起裂缝。且根据相关研究表明,温差应力甚至接近活载的应力,因此设计中温差应力的考虑不足,是产生温差裂缝的重要原因;大体积混凝土施工浇筑过程中由于水化热在内部与外部散发程度的不同而产生的温度裂缝,随着混凝土施工及养生技术的进步,水化热产生温度裂缝的影响程度在减小。
2路桥施工中裂缝防治技术的应用
2.1加强路桥施工材料质量控制
由于在路桥施工建设中,施工建设材料对于路桥施工质量具有直接影响,且发挥着重要的作用,对于路桥施工中裂缝问题的控制具有重要作用,因此在实际施工阶段,应加强路桥施工材料质量控制,严格把控好施工材料的采购、使用和管理等各个环节,确保路桥施工质量,减少裂缝出现的可能性。首先,由于混凝土是路桥施工建设覆盖面较广的材料,对于施工质量具有关键性影响,因此应加强对混凝土拌制材料的质量控制,应从这些拌制材料的采购阶段就做好质量控制,从源头上保障材料质量满足施工要求。例如,混凝土的重要拌制材料为水泥和沙子,在采购这些材料时应明确施工质量要求,严格按照实际要求选择符合的材料。就沙子而言,需要控制好沙子的颗粒大小和粗糙面等,这两项指标直接影响到其是否能与水泥等实现良好的粘连,如果这两项指标不符合质量要求,就难以与水泥等材料实现很好的混合,也就导致混凝土材料不符合施工要求,影响混凝土拌制效果。将不符合质量要求的混凝土浇筑到路桥工程中,后续路桥施工中出现裂缝的可能性会因此提高。因此,施工材料采购人员应综合施工质量要求,明确施工材料的规格和标准等,开展相应的市场调研工作,充分掌握材料的市场价格,在保障施工材料质量的基础上降低材料成本,从施工材料源头上做好把控,保障路桥施工质量,达到裂缝防治的目的。其次,在混凝土拌制过程中,相关施工技术人员应明确施工材料的组成以及各种施工材料的使用比例,同时针对混凝土拌制过程中使用的各种添加剂应加强控制,通过科学的计算和分析过程,确定各种添加剂的使用量和加入顺序等,如防冻剂、减水剂等添加剂的使用量,保障科学准确的用量,避免由于使用不当造成的水化热效应,避免混凝土受到水化热效应的影响,产生质量问题,影响后续浇筑和施工过程,避免路桥施工过程中由于混凝土材料质量不佳而导致出现裂缝问题。最后,应加强对各种施工材料的保存管理工作,对于混凝土拌制材料以及钢筋材料等重要的施工材料应进行科学管理,避免将这些施工材料置于阳光曝晒和过度潮湿的环境中,尤其是水泥材料等应置于阴凉的环境中,避免由于保管不当导致施工材料出现质量问题,影响后续路桥施工过程,影响路桥的承载力和强度等。通过上述措施,实现对裂缝问题的有效防治,提升路桥施工质量。
2.2对桥梁关键部位进行定期检查
对主梁及横隔板等关键受力和传力结构进行定期检查,在发现不该有的裂缝后应及时上报,并与设计单位合作,分析原因并及时采取处治措施,防止裂缝进一步发展扩大,危及桥梁运营安全。
2.3加强运营管理,防止桥梁过度超载
由于混凝土裂缝的不可逆性,桥梁在超载运营的情况下,裂缝会迅速扩大,使桥梁使用不能达到设计年限。若有超载车辆必须通过时,需对桥梁加强防护和加固措施,以免对桥梁造成损坏。同时,在养护维修中,应对桥梁其他病害(如基础不均匀沉降、支座下沉等)及时处治,较少产生裂缝的诱因。
结束语
在道路桥梁施工中,裂缝问题的出现对桥梁建设质量具有巨大的影响,施工单位如不能严格按照施工方案进行作业,施工时不能控制好每项施工工序的质量,必将造成裂缝情况的产生。因此,为杜绝桥梁裂缝问题的出现,桥梁建设时应做好设计、材料选择、施工、温度控制等各个要点,以保证桥梁的美观与使用安全。
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