趙吉凱

1 概述

橋梁施工過程中,涉及混凝土梁的工序很多,而在混凝土梁施工時經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫。裂縫的出現(xiàn)往往會影響工程質(zhì)量,混凝土梁的裂縫問題經(jīng)常困擾著我們橋梁施工工程技術(shù)人員。本文對混凝土梁產(chǎn)生裂縫的原因作了分析,并提出了部分控制措施,供廣大橋梁施工工程技術(shù)人員參考。

2 混凝土梁裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土梁產(chǎn)生裂縫的原因復(fù)雜多變,形式和種類也很多。

2.1 荷載引起的裂縫

荷載裂縫產(chǎn)生的原因在于施工過程中,在已經(jīng)施工完成的梁上,不加限制地堆放施工機(jī)具、材料;不了解結(jié)構(gòu)的受力特點,不按設(shè)計圖紙施工,擅自更改施工順序,如不按施工圖順序架梁,造成蓋梁出現(xiàn)裂縫等等。

2.2 溫度引起的裂縫

水泥水化是一個放熱的化學(xué)反應(yīng)過程,其間產(chǎn)生一定的水化熱?；炷潦菬岬牟涣紝?dǎo)體,特別是大體積混凝土梁,其產(chǎn)生的大量水化熱不容易散發(fā),導(dǎo)致內(nèi)部溫度不斷上升,而混凝土外部散熱快,使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生溫度差,特別是晝夜溫差大時,內(nèi)外溫差更大,內(nèi)部混凝土熱脹變形產(chǎn)生壓力,外部混凝土冷縮變形產(chǎn)生拉力,由于此時混凝土抗拉強(qiáng)度較低,當(dāng)混凝土內(nèi)部應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時,混凝土便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3 d～5 d,初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì),隨著時間的發(fā)展繼續(xù)擴(kuò)大,甚至達(dá)到貫穿的情況。

2.3 收縮引起的裂縫

混凝土澆筑后仍處于塑性狀態(tài)時,由于表面水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生的裂縫。這類裂縫多在表面出現(xiàn),形狀不規(guī)則,長短不一,呈龜裂狀。此類裂縫的主要原因是混凝土澆筑后表面沒有被覆蓋,特別是梁頂面混凝土面積較大,在炎熱或大風(fēng)天氣條件下混凝土表面水分蒸發(fā)過快,以及混凝土本身的高水化熱等造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮,而此時混凝土強(qiáng)度低,不能抵抗這種變形力而導(dǎo)致開裂,從混凝土中蒸發(fā)水分的速度越快,收縮裂縫越易產(chǎn)生。而混凝土攪拌站為了滿足施工現(xiàn)場的可泵性、流動性,其出機(jī)混凝土坍落度和砂率較大,加之夏季高溫中為降低坍落度損失,以及大體積混凝土中均摻緩凝劑,早期強(qiáng)度較低,所以水分特別容易散失,表面容易形成裂縫。

2.4 施工工藝引起的裂縫

在混凝土梁的澆筑、起吊、運(yùn)輸、堆放及安裝過程中,若施工工藝不合理,很容易產(chǎn)生各種裂縫,特別是薄壁箱梁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異,比較典型常見的有:1)混凝土攪拌、運(yùn)輸時間過長,使水分蒸發(fā)過多,引起混凝土坍落度過低,使得在混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。2)施工前對承重支架預(yù)壓不足或支架剛度不足,澆筑混凝土后支架不均勻下沉,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。3)混凝土初期養(yǎng)護(hù)時急劇干燥,使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。4)用泵送混凝土施工時,為保證混凝土的流動性,增加水和水泥用量,或因其他原因加大了水灰比,導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加,使得混凝土出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。5)混凝土分層澆筑時,容易在新舊混凝土之間出現(xiàn)裂縫。如混凝土分層澆筑時,先澆混凝土面鑿毛、清洗不到位,新舊混凝土之間粘結(jié)力小,在施工縫處容易出現(xiàn)裂紋;或者后澆混凝土養(yǎng)護(hù)不到位,導(dǎo)致后澆混凝土收縮過大而引起分層處出現(xiàn)裂縫。6)混凝土早期受凍,使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋。7)養(yǎng)護(hù)不到位,混凝土養(yǎng)護(hù)不覆蓋,不能保持經(jīng)常性濕潤或拆模過早導(dǎo)致梁體出現(xiàn)裂縫。8)預(yù)應(yīng)力是現(xiàn)代橋梁的生命線,梁體預(yù)應(yīng)力施工時,管道坐標(biāo)定位不準(zhǔn),張拉時欠張拉或超張拉,很容易導(dǎo)致梁體出現(xiàn)裂縫,且一旦出現(xiàn),后果很嚴(yán)重。

3 混凝土梁裂縫的控制

3.1 原材料方面

原材料(鋼筋、水泥、砂、碎石、水等)都應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的抽樣檢驗,對混凝土配合比應(yīng)進(jìn)行對比試驗。在高溫下或雨后施工對砂、碎石應(yīng)進(jìn)行含水量實驗,及時調(diào)整施工配合比,確?；炷临|(zhì)量。

3.2 施工工藝方面

1)嚴(yán)格按照設(shè)計施工圖施工,不得擅自改變施工順序;不得在已經(jīng)澆筑好的梁體上無限制地堆放施工機(jī)具、材料。2)合理安排組織生產(chǎn),縮短混凝土攪拌、運(yùn)輸時間,保證混凝土質(zhì)量。3)搭設(shè)現(xiàn)澆梁承重支架時,必須對基礎(chǔ)進(jìn)行處理;對支架進(jìn)行科學(xué)設(shè)計、嚴(yán)格施工;對支架進(jìn)行全面積預(yù)壓以消除非彈性變形。4)當(dāng)對混凝土進(jìn)行分層澆筑時,必須對先澆混凝土面規(guī)范鑿毛、清洗,以增加新舊混凝土接觸面的粘結(jié)力;對后澆混凝土嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)。5)在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的天氣條件下,混凝土表面抹面后,應(yīng)及時灑水養(yǎng)護(hù)并用土工布覆蓋,使混凝土表面保持濕潤。即使在氣溫、濕度正常、無風(fēng)的情況下,也應(yīng)在混凝土終凝時,盡早進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)及覆蓋工作。大面積的梁體頂面,應(yīng)抹完一部分,養(yǎng)護(hù)一部分,覆蓋一部分,養(yǎng)護(hù)的時間不得少于14 d。6)在冬季施工時,抹面后及時用棉毯覆蓋,保持混凝土中的水分盡可能的少蒸發(fā),確保水泥進(jìn)行水化反應(yīng)所需要的水分,可消除干縮裂縫及溫度裂縫。7)梁體預(yù)應(yīng)力施工時,必須對波紋管精確定位,張拉過程必須嚴(yán)格按照規(guī)范以及施工圖施工,不得有半點馬虎。

4 結(jié)語

在混凝土梁的施工過程中,只要控制好原材料質(zhì)量、按規(guī)范施工、合理組織好生產(chǎn),就能有效的對裂縫進(jìn)行控制,消除隱患,提高工程質(zhì)量。

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[2]JTG H11-2004,公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范[S].

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