公路橋梁混凝土裂縫的成因及對策研究

馬路

摘 要:公路橋梁在建設(shè)和使用的過程中，時常因各種原因產(chǎn)生不同程度的混凝土裂縫，其中，規(guī)模較大或較深的混凝土裂縫將直接影響公路橋梁的使用性能和安全性能，鑒于此，本文對公路橋梁混凝土的成因進(jìn)行了分析，并相應(yīng)地提出了一些預(yù)防和控制的措施。期望為公路橋梁混凝土施工質(zhì)量的提高做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞:公路橋梁混凝土裂縫成因?qū)Σ?/p>

公路橋梁混凝土裂縫主要是在混凝土內(nèi)部應(yīng)力與外部荷載作用下產(chǎn)生的，而溫度的變化和混凝土收縮引起的裂縫也比較多見。細(xì)小的混凝土裂縫雖不會在短時間內(nèi)直接影響公路橋梁的使用，但是如不加以及時的預(yù)防和控制，就容易加深和擴(kuò)展，最終形成嚴(yán)重的混凝土裂縫直接影響公路橋梁的使用性能和耐久性，甚至誘發(fā)坍塌事故。由此可見，我們必須在公路橋梁的施工過程中和養(yǎng)護(hù)過程中認(rèn)真分析混凝土裂縫的成因并及時采取有效的防范和控制措施。

1.公路橋梁混凝土裂縫成因分析

混凝土裂縫的成因較為復(fù)雜，一些情況下，這些誘發(fā)混凝土裂縫的因素會相互作用，相互影響，每條混凝土裂縫的形成，并不一定是由單一因素引起的。公路橋梁混凝土裂縫的成因歸結(jié)起來可分為以下幾種：

1.1溫度變化引起的混凝土裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度變化，或者混凝土構(gòu)件所處環(huán)境溫度發(fā)生變化時，混凝土就會發(fā)生一定的形變，形變遭到約束時，混凝土構(gòu)件內(nèi)部就會產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)溫度變化過快或過大時，形變相應(yīng)較大，產(chǎn)生的應(yīng)力將超出混凝土所能夠承受的范圍，這樣就產(chǎn)生了混凝土裂縫。公路橋梁中混凝土構(gòu)件暴露在環(huán)境中，若施工和養(yǎng)護(hù)中沒有采取必要的措施，就容易產(chǎn)生溫度裂縫。

1.2荷載不當(dāng)引起的混凝土裂縫

混凝土在常規(guī)靜、動以及次應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的裂縫叫做荷載裂縫，混凝土公路橋梁施工和使用中，混凝土裂縫主要有以下幾種：一）在混凝土梁上施加彎矩時，所產(chǎn)生的彎曲裂縫；二）剪應(yīng)力作用下產(chǎn)生的剪切裂縫；三）混凝土構(gòu)件在拉力作用下所產(chǎn)生的斷開裂縫；四）扭轉(zhuǎn)和彎曲同時作用下產(chǎn)生的扭曲裂縫；五）局部壓力較大的部位，如支座、墩臺等，在較大的局部應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的局部應(yīng)力裂縫。

1.3收縮引起的混凝土裂縫

公路橋梁混凝土裂縫中，因收縮引起的裂縫往往是最常見的，塑性收縮和縮水收縮是引起收縮裂縫的主要原因。當(dāng)混凝土內(nèi)部過于干燥時，混凝土內(nèi)部水分的蒸發(fā)速率要大于混凝土的泌水速率，混凝土本身的抗拉能力無法承受混凝土收縮所產(chǎn)生的較大拉應(yīng)力，因而產(chǎn)生了收縮裂縫。

1.4地基基礎(chǔ)變形引起的混凝土裂縫

地基基礎(chǔ)豎向的不均勻沉降以及水平的位移都會產(chǎn)生不同程度的結(jié)構(gòu)力，當(dāng)結(jié)構(gòu)力過大，超出了混凝土結(jié)構(gòu)所能承受的抗拉力時，就會產(chǎn)生裂縫。公路橋梁地基基礎(chǔ)不均勻沉降造成的裂縫主要是由以下兩個因素引起的：一）重力作用下混凝土結(jié)構(gòu)中較重的顆粒發(fā)生下沉，當(dāng)下沉受到鋼筋的約束時就容易產(chǎn)生裂縫；二）混凝土基礎(chǔ)、支架的不均勻沉降導(dǎo)致混凝土形變，進(jìn)而引發(fā)裂縫。

2.公路橋梁混凝土裂縫防治對策

結(jié)合上述成因，筆者為公路橋梁混凝土的防治提出了以下對策，包括預(yù)防和控制兩方面：

2.1預(yù)防措施

要想有效的預(yù)防公路橋梁混凝土裂縫的產(chǎn)生，就要做好混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的控制，主要控制要點(diǎn)包括：一）嚴(yán)格選材，優(yōu)化配比。混凝土原材材料的性能及混凝土混合料的配比，尤其是在很大程度上決定了混凝土的性能，因而施工時要嚴(yán)格選材，并通過實(shí)驗(yàn)和不斷的調(diào)整找出最佳配合比；二）規(guī)范施工操作，保證混凝土平整度。尤其是在鋼模板的安裝和振動梁操作的過程中，必須做到精準(zhǔn)、規(guī)范，為混凝土的磨平奠定良好的基礎(chǔ)，其次，任何一個環(huán)節(jié)施工過程中，都要嚴(yán)格按照公路橋梁設(shè)計要求和施工規(guī)范操作；三）控制好混凝土版面的厚度。首先在鋪筑基層時一定要掌握好高度和平整度，其次，澆搗混凝土板時要控制好厚度和平整度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時要及時調(diào)整；四）做好混凝土的養(yǎng)護(hù)。首先，施工過程中應(yīng)結(jié)合季節(jié)特點(diǎn)合理保護(hù)混凝土，如夏季應(yīng)及時灑水降溫，冬季應(yīng)覆蓋保溫等等，為了預(yù)防收縮裂縫，應(yīng)特別注意混凝土硬化過程中的養(yǎng)護(hù)，重點(diǎn)是保持水分，以降低混凝土水分蒸發(fā)的速度，措施有覆蓋海綿、澆水等等。

2.2控制措施

公路橋梁混凝土裂縫的控制即對混凝土裂縫的修補(bǔ)，修補(bǔ)方法應(yīng)視混凝土裂縫的規(guī)模、深度等而定，公路橋梁混凝土裂縫的常見修補(bǔ)方法有以下兩種：一）表面修補(bǔ)法。即采用表面封閉的方法對混凝土裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，適用于淺層的，寬度較小的混凝土裂縫。修補(bǔ)前要首先清理裂縫表面的灰塵、雜物等，并用有機(jī)溶劑清洗裂縫兩側(cè)，最后涂抹環(huán)氧樹脂并刮平；二）灌漿修補(bǔ)法。這種修補(bǔ)方法相對表面修補(bǔ)發(fā)較為復(fù)雜，適用于寬度較大的裂縫，同樣以環(huán)氧樹脂作為修補(bǔ)材料。修補(bǔ)前，首先要根據(jù)混凝土的深度和寬度，鑿出“V”型槽或者“U”型槽，這是為了便于灌注和封閉，然后埋設(shè)灌漿嘴，并用環(huán)氧樹脂膠泥固定灌漿嘴，經(jīng)試漏合格后進(jìn)行灌漿，最后還要用環(huán)氧樹脂抹平灌漿處，最后在裂縫表面涂刷環(huán)氧樹脂水泥漿，一方面確保裂縫被密封，另一方面使灌漿處與混凝土保持外觀上的一致。

3.總結(jié)

總而言之，由于混凝土本身的性質(zhì)以及施工和使用中造成的損害，公路橋梁混凝土裂縫往往是無法完全避免的，而不同程度的混凝土裂縫所帶來的危害是不同的，只要采取合理的預(yù)防措施和合理有效的補(bǔ)救方法，就能盡可能地控制混凝土裂縫的深度和規(guī)模，將其帶來的危害盡可能的減小，從而保證公路橋梁的使用性能和安全性能，并進(jìn)一步延長公路橋梁的壽命。

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