【摘 要】随着我国公路桥梁工程的不断增加,我国的桥梁施工以及后期的使用过程中产生的裂缝病害导致的安全事故也明显的增加,这种情况下,为了保障人民的生命和财产安全,就必须要加强对桥梁的裂缝问题的预防和治理,以便更好的实现对桥梁的桥体加固。
【关键词】桥梁;裂缝;产生;原因;加固;方法
现代化的城市发展进程的加快,使得我国的桥梁项目不断的增加,这些桥梁项目不仅可以有效的推动城市的基础设施的完善,还能够便利交通出行,增加经济效益。但是,一旦桥梁出现各种问题导致的病害,就会给车辆和行人的安全和财产造成威胁。近些年,由于桥梁的裂缝导致的安全事故频繁的发生,严重的影响了桥梁的运行安全性,所以有关部门在桥梁的施工过程中,应该加强对桥梁裂缝产生原因的分析,并根据实际的工程情况进行有针对性的控制和管理,实现对桥梁的加固。
1.桥梁裂缝的种类及原因分析
要想实现对桥梁的裂缝病害的防治,就必须要实现对其裂缝问题产生的原因的分析,所以笔者根据实际的桥梁施工情况以及相关的裂缝病害的案例,对桥梁中裂缝的种类的产生的具体原因进行了分析,这些原因中不仅有施工技术问题,还有自然环境的影响因素,都或多或少的对桥梁工程的裂缝问题的产生起着直接或者间接的影响。下面笔者将逐一进行介绍:
1.1荷载引起的裂缝
桥梁在使用过程中会受到来自行人和车辆以及自身重量的荷载,这种情况下如果桥体不能够很好的承受相关的压力,就会哦导致桥体的变形引发的裂缝,所以,在对桥梁的钢筋混凝土结构进行施工的过程中,应该充分的考虑桥梁的荷载能力,并且实现对桥梁的拉应力的测试,以保证其能够有效的分散剪力和扭矩力。通过实验证明,在对桥梁进行合理的设计和认真的施工技术控制的情况下,是不会出现由于荷载产生的桥梁裂缝的俄,因此这种裂缝是可以避免的,也就是说应该通过一定的技术管理实现对裂缝的有效预防。
1.1.1直接应力裂缝
所谓直接应力裂缝,就是在桥梁工程的施工过程中,由于桥梁的上部分的结构的沉降应力导致的裂缝,这种裂缝形式在实际的桥梁施工过程中也是比较常见的,因此对其产生的原因进行分析有着非常重要的意义。一般情况下,这种裂缝的产生原因可以归结为以下几点:
(1)设计计算阶段。
即在桥梁的设计计算的过程中,没有充分的实现对桥梁中的各个部门结构的受力状况的分析,也就是使得在其施工过程中桥梁的结构受力不均。这种情况下,一旦按照既定的施工方案进行施工,就容易导致由于计算问题引起的荷载以及配筋问题导致的裂缝隐患。所以在对桥梁的结构进行设计和计算的过程中,应该根据实际的桥梁结构以及施工工艺的特点,做好全面的技术审核和技术管理,对于一些特殊位置的受力情况,要进行准确的判断。
(2)施工阶段。
施工机具过度接近桥墩引起沉降,材料堆放未远离桥墩;未严格按照图纸施工;未严格按照图纸规定的顺序施工致使结构受力模式被破坏;结构未经试验就匆忙进行下一道工序。
(3)使用阶段。
在桥梁工程的实际使用过程中,也容易出现由于各种因素导致的桥梁的裂缝问题的产生。通常情况下主要表现为以下几个方面:首先,在桥梁工程的使用过程中,车辆的运行超过了桥梁的实际的承载能力,也容易导致桥梁的裂缝问题;其次,在桥梁工程的使用过程中,由于桥梁下面的通行船只的撞击也容易导致桥体出现裂缝,从而威胁桥梁的运行稳定性。最后,在桥梁的使用过程中,还容易出现由于各种极端的天气状况以及自然灾害导致的桥梁的裂缝问题的产生。
1.1.2次应力裂缝
次应力裂缝即指桥梁结构中的各种桁架结构未能满足设计中的假定条件而致使杆件产生弯曲的轴向应力导致的裂缝。通常的次应力裂缝主要表现在以下几个方面:
(1)设计与实际不完全相符
设计的荷载与实际出现的情况会有些出入,在这种出入加大的情形之下,就会出现次应力裂缝。
(2)由于在建造桥梁的过程中在桥梁的结构上还要进行钻洞、开槽等工序因此,这些操作势必会或多或少改变次应力。
1.2温度变化引起的裂缝
由于混凝土等施工材料的热胀冷缩,在季节变化的时候,其内外温度差异过大就会出现不可避免的裂缝,所以某些聪明的设计师与工程师就会把混凝土设计成钢筋应力的空心结构,中间设置通风孔,以避免裂缝。
(1)年温差
年温差尤其是在北方特别明显,虽然这种温差变化较慢但是对桥梁的影响依然较大。
(2)日照
日照的威力其实非常大,我们如果在日照下曝晒一会就会发现,日照的部位即使是冬天也会非常热,这种桥面受热,内部较冷就会出现裂缝。
(3)骤然降温
骤然降温的情况由于近年整体气候反常而较为常见。这种骤然降温对于桥梁是大敌。
(4)水化热
水化热是指水泥在浇筑以后的数日之内,其内部会产生较高的温度,而如果外部的温度较低就会出现裂缝。
(5)蒸汽养护
冬季施工时使用蒸汽养护,但是由于蒸汽的热效应不均,易出现内热外冷的裂缝。
1.3收缩引起的裂缝
在桥梁施工的过程中,混凝土材料作为一种重要的材料,其质量好坏对于桥梁的裂缝的产生也有着非常重要的影响。所以,在对混凝土材料进行施工的过程中,应该重视加强对混凝土材料收缩过程中产生的裂缝的防治。通常情况下,导致这种裂缝的原因有:
(1)水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高,普通水泥、火山灰水泥、矾水泥混凝土收缩性较低。
(2)骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂岩、板岩,角亲岩等吸水率较大、收缩性较高。
(3)水灰比。用水量越大,水灰比越高,混凝收缩越大。
(4)外掺剂。外掺剂保水性越好,混凝土收缩越小。
(5)养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应,获得较高的混凝土强度。
(6)外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大,则混凝土水分蒸发快,混凝土收缩越快。
(7)振捣方式及时间过长或过短都会发生收缩裂缝。
1.4地基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂,基础不均匀沉降的主要原因有:
(1)地质勘察精度不够、试验资料不准致使勘察报告不能充分反映实际地质情况。
(2)地基地质差异太大由于不同压缩性引起不均匀沉降。
(3)结构差异太大,箱涵可能开裂。
(4)结构基础类型差别大。同一联桥梁中,混合使用不同基础如扩大基础和桩基础,或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时也可能引起地基不均匀沉降。
综上所述,随着我国的城市化进程的加快,各种桥梁建筑工程项目的增多,不仅有力的推动了社会经济的发展,便利了人们的生活,还给有关的质量管理和控制提出了新的要求,因为桥梁的裂缝不仅会影响桥梁的使用功能,更重要的是威胁人们的人身和财产安全。上文中笔者结合自己的工作经验,对桥梁产生裂缝的原因进行了分析,并提出了预防和治理的建议和意见。
【参考文献】
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