桥梁施工中混凝土裂纹产生原因浅析
关键词:桥梁、混凝土、裂缝、成因、特点、常见情况 在桥梁施工过程中,因混凝土出现裂纹而影响工程质量甚至返工的事屡见不鲜.混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,困扰着桥梁工程技术人员.为了 进一步加强对混凝土裂缝的认识,尽量避免工程施工中出现危害较大的裂缝,根据施工中最常见混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结,以方便施工中找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用.
l 混凝土桥梁裂缝种类、成因、特点
实际上,混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因.混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种: 一、荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种. 直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝.裂缝产生的原因有:
1、 施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了 解预制结构结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;混凝土养护龄期不足即拆除模板、支架,模板、支架刚度不足等.
次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝.裂缝产生的原因有:
1、 桥梁结构中经常有槽、洞、倒角等结构实变处,荷载传递到此位置将产生绕射现象,形成局部应力集中.若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处容易出现裂缝. 二、 温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝.
温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢.引起温度变化主要因素有:
1、日照与骤然降温.由于混凝土内、外温度梯度呈非线形分布,受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝.
2、水化热.出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使混凝土内部温度经历升温期、降温期和稳定期,体积亦随之伸缩,致使表面出现裂缝. 3、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝. 三、 收缩引起的裂缝
在实际工程中,混凝土因收缩所引起的干缩裂缝是最常见的.
混凝土浇筑成型后水泥硬化需要一定水分.一般在混凝土浇筑完成后立即封闭的状态下,按配合比所加水分数量足够满足水泥硬化需要,但实际上,当混凝土浇筑后会有一段时间暴露在空中,天然空中一般湿度低,远远不能满足混凝土中水分蒸发的补给量,如不能及时补给水,则混凝土就会因干燥而产生裂缝,甚至使混凝土的硬化停滞.
混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律.
四、施工中基础沉降不均匀引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂.基础不均匀沉降的主要原因有:
1、地质勘察资料不准、地基地质差异太大.在没有充分掌握地质情况就设计、施工,这是造成地基不均匀沉降的主要原因.
2、结构荷载差异太大.在地质情况比较一致条件下,各部分基础荷载差异太大时,有可能引起不均匀沉降.例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大,中部的沉降就要比两边大,箱涵可能开裂.
3、对特殊不良地质如:高液性、冻胀、滑坡体、溶洞或活动断层等处理不当引起沉降.
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