1、桥梁裂缝现象分析摘要:桥梁裂缝是目前桥梁存在的主要病害之一,通过对混凝土原材料、配合比及施工技术的控制,提高混凝土结构物的整体性能并消除裂缝。密切关注新技术、新工艺的应用。 关键词:混凝土原材控制 混凝土配合比优化 自密实混凝土钢纤维混凝土 中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号: 0 前言 随着我国经济的快速发展,公路交通、市政桥梁快速跟进。从 2000年到 2011 年 11 年间,我国高速公路实现了通车里程 74000 公路的飞跃,其中公路桥梁总数近 67 万座;随着城市规模的不断扩大,城市高架桥迅速崛起,全国大中城市近年均有高架桥建设规划。 1 裂缝现象 桥梁混凝土裂缝问题一直
2、是主要桥梁病害之一,以济南某高架桥为例,因汽车超载等原因导致预应力混凝土桥板出现大量裂缝,已经到了非加固不可的地步。 2 裂缝产生的原因 导致桥梁混凝土裂缝的直接原因是混凝土微裂缝导致钢筋腐蚀膨胀,从而出现更大的裂缝。间接原因是桥梁混凝土施工过程中振捣不密实,出现细微裂缝;钢筋保护层厚度不均匀,致使出现薄弱点;钢筋混凝土结构物出现剪力集中,致使混凝土出现裂缝;防水层施工不合格,导致混凝土长期受到雨水浸泡、冻融、空气腐蚀等侵害;混凝土原材料把关不严,送至工地时已经产生初凝或者离析现象。 3 施工中采取的措施 3.1 混凝土材料控制 混凝土的配合比设计尤为重要,目前全国正在倡导采用高性能混凝土(即
3、低水胶比、大掺量优质掺合料、严格质量控制制作,良好施工性能,高耐久性,高尺寸稳定及较高强度混凝土) ,在混凝土配合比设计阶段充分考虑采用高标号水泥,加入减水剂、引气剂等外加剂降低混凝土的水胶比,使混凝土在不增加用水量的条件下增加流动性,并具有良好的粘聚性和保水性。适当增加混凝土的砂率,增加混凝土的流动性、粘聚性和保水性。在施工过程中能够大大改善混凝土的工作性能,减少振捣不密实现象。 严格控制混凝土拌合材料的检验标准,采用高标号水泥,水泥进场时对其品种、级别、包装号、出场日期等进行检查,进场时对其强度、细度、安定性进行复检;采用级配良好的石子,并对其强度、碱含量、含泥量、针片状含量进行严格控制;
4、砂子采用中粗河砂,并保证河砂的洁净度。施工拌合用水采用经氯离子、含碱量检验的饮用水;混凝土外加剂应符合现行国家标准混凝土外加剂GB8076、 混凝土外加剂应用技术规范GB50119 等和有关环境保护的规定,严禁使用含有氯离子的外加剂,进场的外加剂检验其产品合格证、出厂检验报告、复检报告等。 3.2 混凝土浇筑施工过程控制 混凝土浇筑前对支架、模板进行充分预压,消除施工过程中产生的不均匀沉降;浇筑混凝土的时机也非常重要,因为混凝土的温度变形是产生混凝土裂缝的主要原因之一,保证混凝土的浇筑时间在 1530之间,冬季施工时浇筑时机控制在中午,并保证平均气温在 5以上,昼夜温差控制在 15以内,夏季施
5、工尽量控制在傍晚或夜间进行。混凝土浇筑完成后及时做好保温与洒水措施,对于大体积混凝土主要控制混凝土内部与表面的温差,在结构物内部埋设冷却水管,并严格温度检验制度,在规定的时间检查混凝土内部温度,出现异常时及时采取措施。混凝土的温度高于环境温度时严格控制混凝土的拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝,拆模后及时覆盖塑料纸用来保温、保湿。控制混凝土的运输质量,严格控制混凝土原材及配合比,混凝土运输距离不宜太长,视路况保证运输时间控制在 45 分钟以内,严禁在运输过程中加水。混凝土浇筑前应当先检验混凝土的坍落度,卸料时严禁混凝土离析现象的产生。混凝土分层浇筑时,每层混凝土厚度应不超过振动棒的 1.2
6、5 倍;在振捣上一层时,应插入下层中 5cm 左右,以消除两层之间的接缝,同时在振捣上层混凝土时,要在下层混凝土初凝之前进行。振动器使用时,振捣器距离模板不应大于振捣器作用半径的 0.5 倍,且不宜紧靠模板振动,应尽量避免碰撞钢筋、芯管、吊环、预埋件等。每一插点振捣时间以 2030 秒为宜,一般以混凝土表面呈水平并出现均匀的水泥浆和不再冒气泡为止,不显著下沉,表示已振实,即可停止振捣,不要过振,避免出现骨料集中现象。 3.3 成品保护措施 实践证明,混凝土常见的裂缝是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成的。因此,混凝土保温对防止混凝土早期裂缝尤为重要。因此,温度较低是要采取蒸汽养护或者
7、是覆盖棉被养护,条件允许的情况下可以采取水养或者是温室养护。混凝土达到强度后及时涂刷防护漆,避免外界酸性气体、液体的侵蚀。 4 成功经验 目前,我们公司通过对混凝土原材料的控制,广泛使用高性能混凝土,加强对施工质量的控制及后期养护的控制,极大的增强了桥梁混凝土结构物的表观质量与实体质量。特别是防水材料的涂刷,能够延长混凝土结构物的有效寿命。 外加剂的使用,有效的减少了水泥用量,极大的提高了混凝土的和易性和流动性,给施工过程带来很多方便。同时,外加剂的使用减小了混凝土的水胶比,增加了混凝土的强度。 5 不足之处 桥梁施工过程中,因为造型等因素在钢筋加密处,混凝土振捣受到限制,往往是产生裂缝的突破
8、点;薄壁结构容易因受力问题产生应力裂缝;剪力集中区的混凝土容易产生 45裂缝。 6 解决措施 对于结构形体复杂,配筋密集、薄壁、施工面狭小的工程结构,浇注混凝土时振捣施工困难,可能会出现蜂窝、麻面、露筋等现象,严重影响混凝土的性能。为了解决此类问题,拟采用自密实混凝土。自密实混凝土属于一种高性能混凝土也称免振捣混凝土,是通过外加剂、胶结材料、粗细骨料的选择和配合比的设计,使混凝土拌合物屈服值减小而又具有足够的塑性粘度,粗细骨料能够悬浮于水中不离析、不泌水,在不用或基本不用振捣的成型条件下,能充分填充所有空隙,形成密实而均匀混凝土结构的一种高性能混凝土。自密实混凝土可以在较低的水胶比下紧靠自重就
9、能填充到复杂模型的各个角落,具有均匀的自密实成型性能,同时保证混凝土硬化后具有很好的力学性能和优异的耐久性能,且在硬化后表面的结构十分致密,渗透性低,提高了其耐久性。能够很好的解决因钢筋较密而振捣不密实的不足。自密实混凝土内加入了大量的粉煤灰,其初期强度和后期强度基本上呈现出下降趋势;但是粉煤灰掺加量越少其流动性越差,因此在混凝土配合比设计阶段应全面考虑粉煤灰的掺量。 结构受弯较大的区域,采用钢纤维混凝土,能够结合混凝土受压及钢纤维受拉的双重特性,较好的提高了受弯区域混凝土的抗裂性能,钢纤维混凝土的配合比已经有了较为成熟的理论基础和实验数据,再次不在引述。 7 结语 通过对桥梁裂缝的原因分析及现场施工技术的总结,新技术、新工艺的应用已经同现代桥梁技术密不可分,可以很好的解决普通混凝土性能不足而产生的问题,随着科学技术的革新,施工技术亦应作出相应的调整。 公路桥涵施工技术规范JTC/T F50-2011 已于 2011 年 8 月 1 日正式实施。其中关于混凝土的规范做了很大的修改,包括方孔筛代替圆孔筛,对水泥含碱量提出了明确要求,对粗集料的吸水率提出了应小于 2%的具体要求等。因此,我们在施工过程中应当密切关注科技前沿,根据新技术促进新工艺,根据新工艺提出新要求。