桥梁施工中混凝土梁的裂缝控制

赵吉凯

1 概述

桥梁施工过程中,涉及混凝土梁的工序很多,而在混凝土梁施工时经常会出现裂缝。裂缝的出现往往会影响工程质量,混凝土梁的裂缝问题经常困扰着我们桥梁施工工程技术人员。本文对混凝土梁产生裂缝的原因作了分析,并提出了部分控制措施,供广大桥梁施工工程技术人员参考。

2 混凝土梁裂缝产生的原因

混凝土梁产生裂缝的原因复杂多变,形式和种类也很多。

2.1 荷载引起的裂缝

荷载裂缝产生的原因在于施工过程中,在已经施工完成的梁上,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解结构的受力特点,不按设计图纸施工,擅自更改施工顺序,如不按施工图顺序架梁,造成盖梁出现裂缝等等。

2.2 温度引起的裂缝

水泥水化是一个放热的化学反应过程,其间产生一定的水化热。混凝土是热的不良导体,特别是大体积混凝土梁,其产生的大量水化热不容易散发,导致内部温度不断上升,而混凝土外部散热快,使混凝土内外产生温度差,特别是昼夜温差大时,内外温差更大,内部混凝土热胀变形产生压力,外部混凝土冷缩变形产生拉力,由于此时混凝土抗拉强度较低,当混凝土内部应力超过其抗拉强度时,混凝土便产生裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3 d～5 d,初期出现的裂缝很细,随着时间的发展继续扩大,甚至达到贯穿的情况。

2.3 收缩引起的裂缝

混凝土浇筑后仍处于塑性状态时,由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝。这类裂缝多在表面出现,形状不规则,长短不一,呈龟裂状。此类裂缝的主要原因是混凝土浇筑后表面没有被覆盖,特别是梁顶面混凝土面积较大,在炎热或大风天气条件下混凝土表面水分蒸发过快,以及混凝土本身的高水化热等造成混凝土产生急剧收缩,而此时混凝土强度低,不能抵抗这种变形力而导致开裂,从混凝土中蒸发水分的速度越快,收缩裂缝越易产生。而混凝土搅拌站为了满足施工现场的可泵性、流动性,其出机混凝土坍落度和砂率较大,加之夏季高温中为降低坍落度损失,以及大体积混凝土中均掺缓凝剂,早期强度较低,所以水分特别容易散失,表面容易形成裂缝。

2.4 施工工艺引起的裂缝

在混凝土梁的浇筑、起吊、运输、堆放及安装过程中,若施工工艺不合理,很容易产生各种裂缝,特别是薄壁箱梁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异,比较典型常见的有:1)混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,引起混凝土坍落度过低,使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。2)施工前对承重支架预压不足或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉,导致混凝土出现裂缝。3)混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。4)用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其他原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土出现不规则裂缝。5)混凝土分层浇筑时,容易在新旧混凝土之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时,先浇混凝土面凿毛、清洗不到位,新旧混凝土之间粘结力小,在施工缝处容易出现裂纹;或者后浇混凝土养护不到位,导致后浇混凝土收缩过大而引起分层处出现裂缝。6)混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹。7)养护不到位,混凝土养护不覆盖,不能保持经常性湿润或拆模过早导致梁体出现裂缝。8)预应力是现代桥梁的生命线,梁体预应力施工时,管道坐标定位不准,张拉时欠张拉或超张拉,很容易导致梁体出现裂缝,且一旦出现,后果很严重。

3 混凝土梁裂缝的控制

3.1 原材料方面

原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验,对混凝土配合比应进行对比试验。在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验,及时调整施工配合比,确保混凝土质量。

3.2 施工工艺方面

1)严格按照设计施工图施工,不得擅自改变施工顺序;不得在已经浇筑好的梁体上无限制地堆放施工机具、材料。2)合理安排组织生产,缩短混凝土搅拌、运输时间,保证混凝土质量。3)搭设现浇梁承重支架时,必须对基础进行处理;对支架进行科学设计、严格施工;对支架进行全面积预压以消除非弹性变形。4)当对混凝土进行分层浇筑时,必须对先浇混凝土面规范凿毛、清洗,以增加新旧混凝土接触面的粘结力;对后浇混凝土严格养护。5)在气温高、湿度低或风速大的天气条件下,混凝土表面抹面后,应及时洒水养护并用土工布覆盖,使混凝土表面保持湿润。即使在气温、湿度正常、无风的情况下,也应在混凝土终凝时,尽早进行洒水养护及覆盖工作。大面积的梁体顶面,应抹完一部分,养护一部分,覆盖一部分,养护的时间不得少于14 d。6)在冬季施工时,抹面后及时用棉毯覆盖,保持混凝土中的水分尽可能的少蒸发,确保水泥进行水化反应所需要的水分,可消除干缩裂缝及温度裂缝。7)梁体预应力施工时,必须对波纹管精确定位,张拉过程必须严格按照规范以及施工图施工,不得有半点马虎。

4 结语

在混凝土梁的施工过程中,只要控制好原材料质量、按规范施工、合理组织好生产,就能有效的对裂缝进行控制,消除隐患,提高工程质量。

[1]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG H11-2004,公路桥涵养护规范[S].

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