混凝土桥梁裂缝研究论文

桥梁工程施工中的裂缝问题论文

摘要： 基于当前桥梁建设施工现状, 将桥梁施工裂缝进行分类并分析其裂缝成因, 从而具有针对性的研究桥梁工程施工中的裂缝防止策略, 以提高施工效率和施工质量, 推动施工工作的稳定进行, 并提高桥梁工程的外观美观度。

关键词： 桥梁施工; 裂缝; 防治措施;

随着国家经济的发展和城市化建设的推进, 桥梁工程数量逐渐增多, 在市场经济体制的引导和影响下, 桥梁工程对城市经济发展起到了巨大的推进作用, 也极大的促进了国民经济的发展, 对国家的综合实力的发展起着重要的推进作用。随着桥梁工程数量的增多, 桥梁工程也逐渐暴露出了一些问题。桥梁裂缝现象一旦发展到严重的地步, 就会造成极大的安全事故和极大的资源浪费。

1 桥梁施工裂缝的危害

就目前国家桥梁建设工程的现状来看, 桥梁工程质量影响因素中最为重要的就是桥梁裂缝, 一旦产生桥梁裂缝, 就会对桥梁整体工程质量造成不可估计的负面影响。裂缝对桥梁工程质量的主要危害包括以下几个方面:第一, 一旦出现桥梁裂缝就对桥梁的整体工程结构的稳定性造成严重影响, 结构发生断裂或是结构稳定性破损的情况下, 使用桥梁工程就是非常危险的事情。第二, 对于桥梁工程而言, 外部的水泥等混合材料保障着桥梁内部钢筋架构的稳定性和安全性, 一旦出现桥梁裂缝就会使桥梁内部的钢筋暴露出来, 在长时间受到周围环境的影响, 比如长时间日晒或是雨水侵蚀的情况下就会使钢筋受到不同程度的磨损和腐蚀, 从而造成桥梁内部结构松散的情况, 影响着桥梁工程的整体结构的使用安全和稳定性, 更是缩短了桥梁工程的使用寿命, 造成一定的经济资源浪费。第三, 由于出现了桥梁裂缝的情况, 会使得桥梁工程的使用性能和使用寿命出现不同程度的缩短, 由于造成桥梁裂缝的原因和周边环境对内部结构的损坏程度不同, 对桥梁工程寿命的影响也是不一样的, 但是都会造成一定的使用安全风险。

2 桥梁工程裂缝的成因

上文提到桥梁工程一旦出现裂缝的情况, 一定会对桥梁工程的整体质量和使用寿命造成影响, 为了研究桥梁工程的防治措施, 必须要对桥梁工程的裂缝成因进行探究和分类, 有针对性的研究桥梁工程的防治, 提高桥梁工程的安全性和稳定性。

混凝土材料质量不合格

在桥梁工程建设的过程中, 混凝土是必不可少的建设材料之一, 对于桥梁工程的最终质量有着非常大的影响, 桥梁工程基本上是由混凝土包裹着内部结构, 因此混凝土如果出现了质量问题, 就会一定程度上造成桥梁裂缝的出现。混凝土主要是由水泥、骨料以及一些添加剂组成的, 因此即使是混凝土中的材料成分存在质量问题, 也会对混凝土的整体质量造成影响, 进而影响桥梁工程建设的质量。一般来说, 混凝土是建筑工程中非常常见的建筑材料, 实践证明其具有较为稳定的性质和承载力, 因此也不难理解当混凝土建筑材料的质量存在问题, 就会对桥梁工程的整体建设质量造成极大的影响, 裂缝只是其中的一种影响的表现形式, 威胁着桥梁工程的安全性与稳定性。

荷载导致的裂缝

一般情况下, 桥梁工程在设计初期就对桥梁工程的载重进行了设定, 根据预算中的桥梁负重要求进行桥梁工程的建设, 但是在实际投入使用的`时候, 桥梁工程的实际负重量往往会更大。这是投入使用后的问题。在进行桥梁施工的过程中, 往往需要采用质量较大的施工设备和施工材料, 这些设备和材料一般放置在桥梁建设过的地方从而方便调用, 但是在实际施工的过程中如果相关施工设备和施工材料的摆放位置不合理, 或者在进行桥梁结构安装的过程中没有遵守相关建设要求, 就会使桥梁结构的实际荷载大于理论上的荷载, 从而造成了桥梁工程的额外压力, 造成桥梁裂缝的现象, 影响了桥梁建设工程的整体质量。此外, 在桥梁建设的过程中, 由于相关施工建设人员在技术和经验上存在不足, 专业素质相对较低的情况下, 没有完全按照施工体制的设计进行建设, 造成桥梁工程内部工程结构发生了变化, 再加上对桥梁工程的疲劳检验度不足造成对桥梁实际承载力的错误估算, 就会使桥梁工程荷载增加, 从而出现桥梁裂缝。最后, 在桥梁工程的实际施工过程中, 施工单位的机械设备在桥梁疲劳的计算中存在误差也会影响造成桥梁施工裂缝的出现。

收缩导致的裂缝

在桥梁工程的建设过程中, 在几个环节处如果操作不当就会引起桥梁裂缝的产生。首先是缩水收缩。在桥梁工程的建设过程中, 混凝土的浇筑环节是重要的施工流程。在混凝土进行浇筑之后需要达到硬化标准, 其表面的水分在短时间内急剧蒸发, 就会使混凝土结构中的整体水分下降, 但是内部结构中的水分不会完全蒸发, 这就在混凝土的表面和内部存在了水分的差异, 使得内外受力存在不均衡的情况。在混凝土完成硬化的过程后, 由于水分的不平均会造成一定的收缩现象, 进而产生裂缝的情况。第二种是塑性收缩。这种收缩情况一般会发生在混凝土浇筑过后5 h左右, 由于混凝土水分的变化影响形成分子链, 加上表面水分的快速流失形成塑性变形, 也会出现沿着钢筋方向发生的裂缝。第三种裂缝成因较为常见, 是由于温度差异导致的裂缝。受热胀冷缩作用的影响, 当混凝土的内外部温度差异较大的时候就会使混凝土出现硬化的情况, 短时间的快速硬化会造成收缩不均匀的情况, 从而形成温度裂缝。除此之外, 在一定的环境条件的影响下, 也会造成温度裂缝的情况, 是由于桥梁温度大于荷载应力, 使得桥梁内部结构出现断裂。在夏季, 桥梁结构受热不均也会影响混凝土的质量, 从而造成温度裂缝, 影响工程质量。

3 桥梁工程混凝土裂缝的防治措施

严格把控材料质量

在桥梁工程的建设过程中, 建筑材料的质量极大的影响着桥梁的最终建成质量。为了确保桥梁工程的施工质量, 需要相关单位做好对施工材料的管理和把控。首先需要施工单位配备具有专业知识的人员进行施工材料的选择, 需要具有一定的经验和对各种混凝土材料具有一定的了解, 在不增加工程施工成本的基础上, 尽量选择高质量的施工材料, 避免由于施工材料的质量问题造成的二次返工和最终的建设质量不达标, 避免由于混凝土材料的质量问题导致的桥梁工程裂缝情况。同时在进行混凝土浇筑的过程中, 需要重视相关技术环节, 避免由于技术操作不当造成的混凝土凝结不均匀或性质不良的情况, 使用混凝土之前需要做好对混凝土材料的配比, 科学合理的进行桥梁工程的施工建设工作。

改进荷载问题

对于桥梁工程而言, 合理的荷载量能够极大的减少桥梁工程出现裂缝的几率。因此需要相关工作人员提高对于桥梁荷载的改进工作, 提高混凝土结构设计与钢筋布置间距的合理性, 避免由于结构问题造成桥梁工程的裂缝情况。在混凝土的浇筑过程中可以适当的添加外加剂, 提高混凝土对内部结构的保护作用。为了避免荷载问题对于桥梁工程的影响, 需要限制超载车辆的通行, 将桥梁工程的实际荷载量控制在合理范围内。

4 结语

一些桥梁在建设过程中或投入使用一段时间后产生了裂缝的现象, 不仅仅影响着桥梁整体结构的稳定性和安全性, 更重要的是会影响到桥梁的使用寿命。因此对于桥梁裂缝的成因和防治措施的研究是非常有必要的, 能够有效的减少桥梁工程出现裂缝的情况, 提高桥梁工程的稳定性和使用寿命, 保障城市居民的出行安全, 促进城市化建设和经济的进一步发展。

参考文献

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[3]马金良, 王付华.桥梁工程施工中的裂缝问题分析与探讨[J].房地产导刊, 2013 (21) :207.

砼墙体纵向微细裂缝调研处理方案（二） 关于主楼内核心筒大墙体砼墙产生纵向细微裂缝，分析调研处理问题，9月1日已按有关专业人士建议，我项目部已向工程部监理申请试行。在9月2日浇筑十二层墙柱中未见有很好效果，还是避免不了产生纵向细微裂缝，至于微细裂缝在砼墙体在长于5米以上，墙厚450以上高强度砼墙要完成克服处理完善是很难。在混凝土结构上是属于收缩现象，也属通病，目前在世界上，中国上都在调研。现在工程部，监理要求我施工单位多方面调研，我作为施工方配合调研，是应尽力配合调研。但要我施工单位调研能有100%的效果是不敢担保，现经过多方调研，又根据深圳安托山搅拌站试验室主任和飞天利高级工程师再调研，在砼配合比再作调研，增加骨料和缓凝剂材料，减少粉煤灰，先确稳定砼强度，再做摸索调整。在这方面我公司也通过向有关专业人士请教，要克服裂缝处理，最大的处理方案就是从配合比调研，骨料调整适当增加，降低水化热，在这方面飞天利搅拌站厂家在9月10日作了一个C50新配合比，水泥量保持原上层重量387kg，粉煤灰100kg，比原更少29kg，砂769kg，比原增加11kg，碎石1050kg比原增加57kg，水减少10kg，外加剂增，我项目部经研究认为在保证水泥容量，适当增加骨料，对降低水化热，减少收缩方面效果可能是会好一些，所向工程部、监理申请下一歩施工按新配合比施工，对浇筑技术加强管理，保持

可以搬忙列一下提纲的

浅谈混凝土的施工温度与裂缝 摘要：通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。 1摘 要 通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。1 裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（～）×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有（～）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。2 温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类：（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。3 温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；改善约束条件的措施是：（1）合理地分缝分块；（2）避免基础过大起伏；（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，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适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而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，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保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充。（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。4 混凝土的早期养护实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。5 结束语以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。