桥梁混凝土裂缝分析及控制.pdf
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1、2023年4 月工程技术与应用江西建材桥梁混凝土裂缝分析及控制曾军广西桂林市市政工程管理处,广西桂林541002摘要:文中以某桥梁工程为例,分析了混凝土裂缝的情况,总结了混凝土裂缝形成的原因,并提出了相应的控制措施,以降低裂缝对桥梁建设的影响,提高桥梁施工的质量。关键词:桥梁;混凝土裂缝;控制中图分类号:U445.4文献标识码:B文章编号:10 0 6-2 8 9 0(2 0 2 3)0 4-0 2 2 6-0 3Analysis and Control Measures of Concrete Cracksin Road and Bridge ConstructionZeng JunGuan
2、gxi Guilin Municipal Engineering Management Office,Guilin,Guangxi 541002Abstract:Taking a certain bridge project as an example,the article analyzes the situation of concrete cracks,summarizes the reasons for theformation of concrete cracks,and proposes corresponding control measures to reduce the im
3、pact of cracks on bridge construction and improvethe quality of bridge construction.Key words:Bridge;Concrete cracks;Control1工程概况某高速公路桥梁工程位于县级市交通要道,工程构件较复杂,桥跨结构选用变截面连续梁,跨中正弯矩大大减小,先简支后连续,采用预应力混凝土建成,混凝土设计标号为C30,跨径布置为:30 m+100m+30m,考虑地形、地质、安全、施工等多种因素,设计使用年限为10 0 年。在桥面整平、浇筑后,桥梁混凝土结构出现多处裂缝,桥梁路用性能下降,使用寿命缩
4、短,降低了桥梁结构的耐久性,当裂缝宽度达到一定的数值时,桥梁混凝土结构的安全性能堪忧。2混凝土裂缝分析2.1裂缝检测裂缝成因复杂,检测混凝土裂缝是质量评估的重要内容,通常需对混凝土表观质量内容进行科学分析和危害评定,为裂缝定性 。裂缝外观检测主要是对表面裂缝进行检测,包括直观能看到的混凝土裂缝。常用的检测仪器是有刻度的放大镜和裂缝对比卡,该桥梁施工中,混凝土裂缝的表面裂缝检测如表1、图1所示。表1裂缝可见程度分类类别1类I类III类宽度/mm大于0.10.05-0.1小于0.0 5可见程度肉眼可直接识别近距离可仔细识别肉眼难以识别作者简介:曾军(19 7 3-),男,广西桂林人,本科,工程师,
5、主要研究方向为道路桥梁。混凝裂缝土裂缝宽裂缝I(度检验卡刻度图1裂缝可见程度检测/mm由图1可知,有刻度的放大镜检测到的裂缝清晰可见,同时,采用裂缝对比卡对裂缝进行了比对。按照宽度和可见程度的分类,裂缝分为三类:第一类和第二类裂缝主要指肉眼可见和近距离可见的裂缝,属于可见裂缝范畴,肉眼难以识别的裂缝属于第三类,往往需要借助其他工具检测裂缝深度。裂缝检测方法为超声波法探测或直接钻芯法检测 2 1。从检测原理上看,超声波法探测是通过超声波在混凝土传播过程,遇到裂缝时,根据声波变化推测裂缝深度,发现裂缝缺陷。直接钻芯法检测需要深人裂缝深处,通过钻取混凝土芯样,并结合芯样的外观和观测数据,在芯样侧面直
6、接测量裂缝深度,主要用于确定混凝土强度推定值。2.2裂缝类型勘察检测该桥面的情况如图2 所示。裂缝的类型为荷载裂缝和非荷载裂缝两类 3,其中,荷载裂缝占比2 0%,结构受到外部荷载作用力,局部承受荷载存在差异,混凝土疲劳开裂。非荷载裂缝总占比8 0%,主要由塑性裂缝18%、干缩裂缝2 7%和温度裂缝35%组成。其也是该桥梁混凝土的主要裂缝,这类裂缝受外界环境作用而产生,由于水灰比、内外湿度、温度等对混凝土造成的不良影响形成的裂缝,对混凝土结构耐久性和强度会2272023年4 月江西建材工程技术与应用产生不利影响。塑性裂缝18%荷载裂缝2 0%干缩裂缝2 7%温度裂缝35%图2裂缝的分布及分类2
7、.3裂缝分析2.3.1温度裂缝该桥梁温度裂缝较多,占混凝土裂缝总比的35%,说明桥梁混凝土浇筑时,内外温差控制不合理,导致桥梁出现裂缝,影响桥梁的稳定性。温度裂缝在混凝土裂缝中较为常见,温差使混凝土产生不均匀涨缩就会出现表面裂缝。控制温度裂缝有一定的难度,有些受不可控的外界气温影响,无法做到对温度的精准控制,但结合混凝土内外温差变化规律以及温度应力对混凝土变形的影响,对温度裂缝的控制还是有迹可循的 4 。2.3.2干缩裂缝该桥梁干缩裂缝的占比较多,占混凝土裂缝总比的2 7%,需引起重视。干缩裂缝主要是由于混凝土由于内外湿度变化不均、水分蒸发不均产生的裂缝。形成的混凝土干缩变形 5,裂缝走向纵横
8、交错,没有规律。加之桥梁施工中的养护不当或缺水,就会导致混凝土干裂,形成裂缝。2.3.3塑性裂缝该桥梁由于在混凝土浇筑初期,混凝土配合比不良,水灰比过大,保水性差,容易形成“泌水”,超量的水在混凝土内部留下了孔缝,产生了塑性裂缝,塑性裂缝占混凝土裂缝总比的18%。加之混凝土凝结时间差异,摊铺混凝土的时间和终凝时间不同,为混凝土塑性裂缝的形成埋下了隐患,这也会形成混凝土裂缝。3混凝土裂缝控制措施3.1温度裂缝控制措施道路桥梁施工中对温度裂缝的控制,要把握好两个主要关键点。(1)合理分缝分块。桥梁混凝土施工通常需要用到的混凝土基数较大。采取合理分缝分块的方式,在结构合理的混凝土分区中便于控制温度,
9、降低混凝土的内外温差,以达到控温的目的 6 。在具体施工方面,全面分层法是将桥梁工程整体规划,在浇筑混凝土的时候,对全部的混凝土浇筑层进行分层,力求浇筑层若干层的厚度相等,第一层混凝土还未初凝,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。分段分层法是指浇筑混凝土时,沿高度均匀分段,分层浇筑。逐层浇筑中,第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕,混凝土内部的水化热得以充分散发。混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移,要求斜面的坡度不大于1/3,避免出现振捣不密实和漏振的现象。需要注意的是,体积相对较小的混凝土,不适合多次浇筑,应确保混凝土浇筑质量,尽量采用一次性整体浇筑的方法。(2)控制混凝土浇筑温度。为
10、避免温度裂缝的产生,对混凝土浇筑的温度应控制在5 35以内,以2 0 2 5为最佳。降温措施可通过降低原材料温度、加冰拌和、浇筑前预冷混凝土等方法实现。当温度低于5时,在混凝土施工时,用热水进行搅拌 7,加热骨料,拌合掺加防冻剂、早强剂,浇筑成型之后,用覆盖薄膜等方式。此外,综合蓄热法和蒸养法也可以对混凝土起到保温防冻害的作用,提高混凝土的强度,防止混凝土受冻。3.2干缩裂缝控制措施该道路桥梁混凝土干缩裂缝的控制,在原材料的选择方面应注重质量,综合考虑混凝土的强度、落度、初凝时间、水化热等指标,C30混凝土配合比设计如表2 所示。表2C30混凝土配合比材料名称水水泥砂子石子FJ-1掺合料质量比
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