目前我国正处于交通基础建造的快速展开时期,各地兴建了量的混凝土桥梁,取得了许多贵重的实践经验,施工计划和机械化施工水平明显提高,结束了一座座有目共睹的桥。但是在许多工程中由于各种原因致使桥梁出现质量事故的也不在少数,而由于混凝土裂缝而影响工程质量乃至构成桥梁直接坍毁的案例也不少见,因此作为工程技能人员有必要对裂缝引起满足的注重。
裂缝发作的原因是多方面,并不是由单一原因构成的,它的多因性也常常困扰着工程技能人员,要想控制或减少裂缝的发作,有必要了解其发作机理,在施工中加以控制。
浙江某桥0号块在支架上现浇,从当天上午初步浇注,第二天上午结束,共浇注时间约为25个小时。第四天初步拆模,在所有现浇支架均未撤消的情况下一拆模就发现有多条裂缝,宽度较。根据检测单位的检测陈说,的裂缝宽度抵达1.4mm,并且是贯穿的,横梁的展开趋势基本是从底面向上展开。
1 裂缝发作原因总述
裂缝发作的方法和品种许多,正确判别和分析混凝土裂缝的成因是有用控制和减少混凝土裂缝发作的有用途径。
广义上讲,裂缝发作有两种原因。一种是由荷载引起的,我们称这种裂缝为结构性裂缝,是承载力缺乏的效果;另一种为由于变形受捆绑引起的,此类裂缝称为非安排性裂缝,如温度改动、混凝土缩短、基础不均匀沉降等要素引起的变形,当变形遭到捆绑,在结构内部发作次应力,由于混凝土的前期抗拉强度比较低,因此发作的次应力很简略就逾越了混凝土的抗拉强度,引起混凝土开裂。
1.1 混凝土的缩短
缩短是混凝土的一个首要特性,对混凝土的功用有很影响。由于缩短而发作的微观裂缝一旦展开,则有可能引起结构物的开裂、变形乃至损坏。发作缩短裂缝的原因,一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的效果引起混凝土缩短而发作的裂缝。多为规矩的条状,很少交叉。研讨效果表明混凝土干缩率体在(2~10)/万的范围内。缩短裂缝多发作在混凝土表面上,裂缝较浅而细,关于高度较的预应力混凝土梁,一般在腰部发作竖向裂缝,且多会集在构件的中部,中间宽两头窄,至梁的上缘及下缘逐渐消失,呈“枣核”形。如保护不周、时干时湿,表面干缩形变遭到内部混凝土的捆绑,也往往导致裂缝。
1.2 混凝土资料及协作比
协作比规划不当直接影响混凝土的抗拉强度,是构成混凝土开裂不可忽视的原因。协作比不当指水泥用量过,水灰比,含砂率不恰当,骨料品种不佳,选用外加剂不当等,这几个要素是彼此相关的。有关试验资料显现:用水量不变时,水泥用量每增加10%,混凝土缩短增加5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度下降20%,混凝土与钢筋的粘结力下降10%.总结的原因有如下方面:
(1) 粗细集料含泥量过,构成混凝土缩短增。集料颗粒级配不良或采用不恰当的连续级配,简略构成混凝土缩短的增,诱导裂缝的发作;
(2) 骨料粒径越细、针片含量越,混凝土单独用灰量、用水量增多,缩短量增;
(3) 混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严峻增加混凝土缩短;
(4) 水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥缩短比一般硅酸盐水泥缩短。
1.3 施工及现场保护原因
(1) 现场浇捣混凝土时,振捣或刺进不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的发作。
(2) 高空浇注混凝土,风速过、酷日暴晒,混凝土缩短值。
(3) 体积混凝土浇注,对水化核算禁绝、现场混凝土降温及保温作业不到位,引起混凝土内部温度过高或表里温差过,混凝土发作温度裂缝。
(4) 现场保护方法不到位,混凝土前期脱水,引起缩短裂缝。
(5) 现场模板撤消不当,引起拆模裂缝或拆模过早。
这些要素都会构成混凝土较的缩短,致使混凝土微观裂缝敏捷扩展,构成微观裂缝。
保护是使混凝土正常硬化的重要方法,保护条件对裂缝的出现有着要害的影响。
1.4 外界要素
支架不均匀沉降,发作沉降裂缝。
1.5 温度裂缝
混凝土硬化中,水泥放出量水化热(内部温度可达70℃),构成其表里温差,表面受内部混凝土的捆绑,将发作很应力,使混凝土因前期强度低而发作裂缝。因此,为防治水化热引起的裂缝,施工前应核算升温峰值、表里温差及降温速率,拟定相应的技能方法,避免和控制温度裂缝,保证工程质量。混凝土的内部湿度改动很小或改动较慢,但表面湿度可能改动较或发作剧烈改动。
在混凝土的施工中,为了前进模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应恰当考虑拆模时间,避免引起混凝土表面的前期裂缝。新浇筑前期拆模,在表面引起很的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的宣布,表面引起恰当的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时撤消模板,表面温度骤降,必定引起温度梯度,然后在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力抵达很的数值,就有导致裂缝的风险,应该采用以下控制温度的方法。
(1)选用改进骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等方法以减少混凝土中的水泥用量。
(2)下降混凝土入模温度。
a、下降原资料进入搅拌机的温度如夏天在水箱内加冰块,下降水温;粗骨料遮阳防晒,并洒冷水降温;细骨料遮阳防晒;散装水泥提前储藏,避免新出厂水泥温度过高。采用以上方法极限下降混凝土出机温度。
b、夏天混凝土运送车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。
c、混凝土浇筑作业面遮阳,减少混凝土冷量丢掉。
d、控制浇注温度。应调整施工时间,尽量选择低温及夜间施工;考虑到冷量丢掉在浇注过程中影响较,因此要加速运送,缩短浇注时间。
(3)下降混凝土水化热。
a、选择中低热品种水泥,优先选用矿渣硅酸盐水泥。
b、掺人必定比例的粉煤灰。
c、掺人高效减水剂。
d、掺加缓凝剂。
e、热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,运用浇筑层面散热。
(4)控制混凝土的出机温度。
对混凝土出机温度影响的是石子和水的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响小。气温较高时,为避免阳光直接照耀,砂石堆应设遮阳棚,并喷冷水降温。拌合用水可加冰,使水温度控制在5℃,混凝土出机温度应控制在18-20℃为宜。
(5)规则合理的拆模时间。
此外,改进混凝土的功用,前进抗裂才干,加强保护,避免表面干缩,特别是保证混凝土的质量对避免裂缝是十分重要,应特别注意避免发作贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以避免贯穿性裂缝的发作为主。
为保证混凝土工程质量,避免开裂,前进混凝土的耐久性,正确运用外加剂(如微膨胀剂、减水防裂剂)也是减少开裂的方法之一。
运用减水防裂剂的其首要效果为:
a. 混凝土中存在量毛细孔道,水蒸发后毛细管中发作毛细管张力,使混凝土干缩变形。增毛细孔径可下降毛细管表面张力,但会使混凝土强度下降;
b. 水灰比是影响混凝土缩短的重要要素,运用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%;
c. 水泥用量也是混凝土缩短率的重要要素,掺加减水防裂剂的混凝土在坚持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补偿;
d. 减水防裂剂可以改进水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形;
e. 前进水泥浆与骨料的粘结力,前进混凝土的抗裂功用;
f. 混凝土在缩短时遭到捆绑发作拉应力,当拉应力于混凝土抗拉强度时裂缝就会发作。减水防裂剂可有用的前进混凝土抗拉强度,幅前进混凝土的抗裂功用;
g. 掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有用地前进混凝土的抗碳化性,减少碳化缩短;
h. 掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间恰当,在有用避免水泥敏捷水化放热基础上,避免因水泥长时间不凝而带来的塑性缩短增加。
2 桥裂缝发作的首要原因
裂缝发作后业主及时安排专家及相关人员赴现场查看,对裂缝发作的原因进行了分析,认为横梁裂缝是多种要素概括影响的效果,首要包括施工工艺、气温条件、混凝土材性、支架系统以及混凝土水化热影响等要素。但是首要的原因是:1、现场施工气温高,高时达40℃以上,风速湿度低,加上高标号混凝土发作的量水化热以及酷日暴晒,致使梁体的表里温差远远逾越25℃。2、混凝土的初凝时间仅为3小时,远小于浇筑时间,上层混凝土在浇筑的过程中,底层混凝土现已初凝,在荷载的效果下就会出现裂缝。
3 对横梁的处理
本次桥梁裂缝的特征首要表现在通长的和贯穿的裂缝较多,裂缝的宽度较,大都裂缝均从横梁底面向上延伸展开,部分裂缝有继续展开的趋势。说明性状比较严峻,有必要引起高度注重,认真对待。专家组建议由规划单位通过验算提出定见,看横梁裂缝处理后是否还具有继续运用的可能性。
规划单位认为从理论上讲通过对较裂缝采用压力注浆法及对纤细裂缝采用涂膜关闭法处理后再进行预应力张拉,可以满足受力的需求,但是根据检测单位陈说,横梁有部分裂缝现已贯穿,致使结构的刚度下降,横梁的抗弯、抗剪才干减小,即便对裂缝进行修补,也会严峻影响构件未来的运用,使结构的耐久性下降,导致桥梁的运用寿数缩短。其他横梁的部分钢筋可能现已受拉损坏,内部混凝土是否有破碎夹层也不知道,如有破碎层存在,则受力方面必定受影响,无法满足规划要求,建议对横梁凿除后从头浇筑。
处理方法:凿除方位安顿在以d0横梁为中心至横梁四周倒角处的方位(图2暗影部分)
考虑此横梁撤消施工时的颤动及工期的要求,如果沿用传统的风镐,则颤动较且工期较长;若用爆破作业,则会发作很的颤动,对施工构成安全隐患,无法处理保护原主体结构的基本要求。
鉴于上述要求,本次凿除东西选用钻石钢线切开法结合风镐。横梁顶面同行车道板同厚度的部分先用风镐凿除,使横梁成为单独的块件。横梁主体部位选用钻石钢线切开法,根据吊装分量分段切开,至挨近主体结构的切开边际线1m左右范围内混凝土选用风镐凿除,保存该段钢筋,以便与新浇筑横梁内钢筋联接。凿除后新浇横梁浇筑时应在两头挨近边主梁的两头分别设置1m的后浇带,在混凝土中掺人适量的膨胀剂。
钻石钢线切开法作为一项新式的施工技能,遭到了许多建筑业人士的注重与喜好,该设备由功率油压机、传动定位滑轮及带有金刚石锯齿的钢线组合而成,油压马达通过传动滑轮带动钢线环绕被切开物体高速旋转进行切开,具有施作业业速度快、噪音低、无颤动、无粉尘废气污染等长处,并且切断平直光滑,无须做善后加工处理。选用该技能,关于一些对施工有特殊要求的工程,如工期急切、环保要求高,以及一些型混凝土结构拆开、切开的工程,这些难题即可便利的处理。
在后面从头浇筑的时分,施工单位根据提出的定见对施工工艺进行了改进,没有出现裂缝,效果出色。
4 结束语
混凝土桥梁的裂缝是一个较凌乱的问题,它涉及到处理、规划、施工等各个方面,某一环节稍有疏忽均可能导致裂缝的出现,引起钢筋的锈蚀,影响整座桥梁结构的耐久性,构成很的经济丢掉。本文简略的论述了裂缝发作的原因及终究的处理方法 ,供工程实践学习,以尽量避免这些问题的出现,使国家有限的建造资金发挥的经济效益。
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桥梁横梁裂缝原因浅析及处理