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[摘 要 ] 桥梁在施工过程中及施工后产生的混凝土出现裂缝问题,国内外专业学者都对此作了相应的研究.笔者认为在建桥梁混凝土产生裂缝的原因有三个方面,包括桥梁设计、桥梁建材和自然因素,同时笔者认为这是桥梁预应力问题,我们必须由此入手采取相应的解决措施.
[关 键 词 ] 桥梁；混凝土裂缝；原因；措施
桥梁是工程建设领域中重要的一环,特别是随着我国经济的发展,地区交流的需要日益急迫,桥梁在当代扮演的角色也日益重要.我国每年在建桥梁数目较大,成就较高.但我们于其中也发现了很多问题.其中有一项问题就是本文要集中论述的,即部分在建或建成的桥梁,我们发现都出现了混凝土出现裂缝的情况[1].桥梁混凝土出现裂缝,这直接关系到桥梁的使用寿命,关系到国民经济的安全,关系到人民和国家财产的安全,因此我们需要格外重视.
一、桥梁施工中混凝土产生裂缝原因
针对桥梁在施工中混凝土为何出现裂缝问题,国内外学者都对其进行了详细的论证和分析.特别是近几年来.我国各地的桥梁工程师之间的交流日益频繁,经验得到分享,问题得到探讨.也在这个问题的成因及解决上达到很多共识.综合国内外的研究成果,可以说,造成施工中桥梁混凝土出现裂缝的主要原因有三：
1、设计性因素.这是指部分在建桥梁由于对桥梁的设计不合理,造成桥梁的结构不符合力学等规律,造成结构性问题.由于桥梁各部分设计存在太多不合理,因此由于各处质量密度比例不协调,在重力作用下造成混凝土出现裂缝.
2、主要针对非结构性的裂缝成因.根据学术界的总结,认为首先是塑料裂缝引发混凝土裂缝.还有学者指出温度的变化也是混凝土产生裂缝的原因.
3、自然因素.这方面的因素较少为人提及,其实由于部分桥梁在设计阶段未对工程所在地区进行有效调研,往往忽视地区的降水等因素也容易诱发桥梁混凝土产生裂缝,从而造成了不必要的损失.
二、混凝土裂缝与桥梁预应力问题
桥梁混凝土出现裂缝,这直接影响桥梁的使用寿命.为此,国外学者首先提出预应力的概念.专门用来指工程的抗压能力,工程的使用寿命.我想在此借用这个概念.桥梁混凝土出现裂缝就降低了桥梁的预应力.为此必须从提高桥梁预应力的诸多方面探讨解决桥梁混凝土出现裂缝的措施和对策.对提高桥梁预应力的对策,设计桥梁设计阶段,桥梁建设阶段和桥梁建成后的检查和验收诸阶段.
三、针对桥梁施工中产生的混凝土裂缝问题所要采取的针对性措施
在第一部分已经指出,混凝土出现裂缝,很多情况下是由于设计的不合理,造成桥梁结构失调.为此要做好施工准备工作.我们在施工前应根据预制节段逐跨拼装桥梁的施工特点编制施工组织设计,设计应根据节段重量架设工艺和设计要求选定架桥机模板运梁车搬运机等设备,对架桥机的安装调试使用拆除等应编制专项施工方案并应制订生产安全事故应急救援预案.桥梁下部结构和拼装施工过程中上部结构的承载能力应满足施工荷载要求.同时应按实施的施工工艺对桥梁上下部结构在拼装过程中各种工况的安全性进行验算.架桥机的拼装移动等施工顺序应在下部结构施工前确定下部结构施工时应根据逐跨拼装施工工艺要求设置节段拼装施工所需的预埋件与预留孔并应保证埋设精度.由上述分析不难看出,桥梁建设的难点是阶段的拼接问题.拼接处往往就是产生裂缝的地方.对此我们要做好一般性规定.
节段预制前应根据实际条件综合考虑后确定采用短线法或长线法进行节段的预制,节段预制前应熟悉设计图纸及有关文件制定施工工艺,对各环节进行质量控制使节段的成品符合设计及施工全过程的要求.我们要按节段拼装施工的要求在节段上设置的预埋件预留孔,局部加固构件节段间临时张拉的预紧结构均应取得设计单位及监理单位认可.预制前首先应建立精密的水平控制网和高程控制网宜采用线形控制软件技术采用短线法预制节段时前一节段产生的偏差应在后续节段预制时予以纠正.工程的拟在建场地我们称为预制场地.预制场地的布置应便于节段移运、堆放养护及装车等,场地应平整坚实应设有排水和养护系统,预制台座及场内道路应有足够的承载力承受结构自重及施工荷载.预制场地内的测量控制点应远离热源振动源并具有良好的通视条件预制场内应设有靶标及测量塔并应有备用的测量控制点.
我们还必须考虑节段的浇铸.浇铸不好,就容易产生裂缝.据国内工程师总结,同一连续匹配浇筑的节段应在同一个长线台座上制作,台座应坚实可靠地基变形应满足节段预制精度要求.模板宜采用钢模板模板及支撑应满足刚度承载能力.同时端模及侧模应采用钢模板端模应铅直牢固匹配节段,移出就位时应根据梁体曲线精确定位待浇节段的侧模及底模均应符合节段的线形要求.匹配节段应有可靠精确的空间调整装置,模板应与匹配节段连接紧密无漏浆并应满足反复使用的质量要求.内模宜安装在可移动的台车支架上,做成可调整的模板系统应保证其刚度及承载能力满足节段预制的精度要求.
除了模块的处理,我们要直接处理混凝土的配制.混凝土下料应均匀并应按一定厚度顺序和方向分层浇筑,分层厚度不宜过大,侧模及底模上宜按需要设置附着式振捣器.混凝土应振捣密实对腹板部位的混凝土可采用插入式振捣器,但应避免碰及管道钢筋模板混凝土剪力键及预埋件.浇筑过程中应严格控制混凝土坍落度混凝土的浇筑时间不应超过混凝土的初凝时间.节段混凝土养护应根据环境温度水泥品种外加剂施工进度要求以及对混凝土性能的要求提出养护方案,采用自然养护时应每天记录环境温度与天气状况,静停时间不应小于且不宜多于从节段混凝土全部浇筑完毕后开始计时.
混凝土浇铸完毕后要进行节段脱模和节段堆放.节段脱模应符合下列规定：脱模时间应符合设计要求,当设计无要求时在混凝土抗压强度符合设计强度标准值的的要求后方可拆除.内外模板当需进行横向预应力张拉时内外模板的拆除应在横向预应力张拉后进行,脱模或移动节段时均应防止伤及梁体棱角及剪力键.节段脱模后应及时检查验收.验收后要及时堆放.节段吊离预制台座移至存放场地后应及时进行养护,节段在存放场地上宜采用垫木橡胶板等.弹性支撑物支承支点位置应得到设计认可,节段叠放的层数不宜超过两层并应对梁段受力及地基承载力进行验算,节段应满足设计规定的存放时间当设计无要求时不得少于14d.模板安装完成后应对轴线空间位置模内尺寸进行检查和.验收短线法预制时每片节段预制完成后应及时进行测量复核工作,并应根据测量结果确定后续节段的调整数据拼装现场的测量工作.应根据设计图纸准确定位每跨内第一节段的平面位置及高程每个节段拼装完成后应及时检查节段的高程与轴线并应及时调整偏差纠偏时应对该跨内的所有已拼装完成的节段共同调整严禁对单个节段进行强制纠偏调整.
四、总结
通过上述分析,我们可以知道,桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因主要是由于桥梁工程设计不当,建材不合格以及对自然因素的漠视.桥梁混凝土出现裂缝问题,是桥梁预应力问题的反映.所以我们要从桥梁设计、节段浇铸,特别是混凝土浇铸、节段验收堆放等诸环节采取措施,才能避免混凝土裂缝的出现.