在平時的靜、動兩種荷載和對外應力引起的裂縫就是荷載裂縫,應力有兩種一個是直接的一個是次應力,直接裂縫是由外荷載造成直接應力的結果,次裂縫就是針對於次應力來說的。
由於混凝土的熱脹冷縮性,混凝土結構內、外部溫度發生變化,如果這種變化過大就會使混凝土表麵產生裂縫,有些橋梁的跨度較大溫度應力遠遠超過橋梁的抗拉強度。溫度裂縫跟其它裂縫不同,裂縫大小會根據溫度的不同而改變。
大多數橋梁工程中,混凝土的收縮裂縫是最常見的,在收縮形變中塑性和縮水是引起混凝土發生體積改變的主要因素。混凝土澆築完大概4-5個小時後,混凝土中的水泥會發生水化反應,經過泌水與蒸發混凝土發生收縮,但這時還沒有完全硬化,這個時候的收縮就稱為塑性收縮,這種收縮給混凝土結構造成很大的損壞,骨料下沉至鋼筋位置就會形成一條沿著鋼筋方向的裂縫;此外在構建的截麵處混凝土沉實有別,表麵也會產生裂縫順著腹板方向。再來說說縮水現象,它跟前麵所說收縮裂縫的形成原因、過程是一樣的,縮水收縮多是在硬化後才發生的;尤其是有的構建中鋼筋配置較多,縮水情況更加常見。至於別的收縮種類還有自生和碳化兩種。
混凝土的施工工藝也是一個重要方麵,在澆築、構件製作、起模等其他各個過程中,施工的工藝與質量問題很容易引起縱向、橫向等其它種類的裂縫,尤其是那種薄壁型的裂縫。
橋梁地基問題如沉降不平或發生位移,使結構內部產生附加應力導致結構發生裂縫。地質問題、基礎種類問題和荷載差異等其他問題都有可能使地基發生變形、裂縫。
3 防止混凝土發生裂縫所采取的措施
對於橋梁混凝土發生的裂縫問題,原因可以總結為三個溫度變化、收縮形變與抗拉強度,施工時可以從下麵的措施入手來減少和阻止裂縫的發生。
從施工質量的角度來說,水泥種類的選擇和用量的控製是很重要的。一般情況下最好選用525R、425R這兩種高標號的普通水泥,對於水泥的用量要適當減少;對骨料的級別配置要做到正確和嚴格控製,還有骨料的含泥量;選擇合適的減水劑並把它和混凝土混合物做出合適的配比;對於預埋件要增加數量和施工前的準備。
施工時對於溫度的控製,要減小溫度變化所產生的應力可以從兩個方麵開始,一個是控製溫度,一個是改善限製條件。可以采取的措施有這幾種:攪拌混凝土過程中用水衝刷碎石,這在一定程度上降低了澆築時混凝土的溫度;夏天施工時降低澆築的厚度,這樣在混凝土硬化之前可以利用混凝土表麵散熱;還可以在澆築時鋪設水管,當冷水流過水管時對混凝土內部就起到降溫作用;在對混凝土進行灌注時要控製好溫度。
做好橋梁工程的養護與維護工作。由以往的經驗可知,混凝土表麵的裂縫最常見的特點是深度不同,主要是由於溫度在不同範圍內的變化引起的,溫度的驟然變化也很容易使混凝土發生裂縫,所以嚴格控製溫度對防止混凝土早期的裂縫非常有用。對於溫度變化引起的應力,控製好溫度要做到以下幾個方麵:采取措施減小內外部的溫度差異和混凝土表層的溫度梯度變化;采取措施使混凝土的溫度不至於太低,在施工時要使它的最低溫度接近在施工周期內的穩定溫度。
4 結語
這些年來混凝土路橋在交通基礎建設中的運用越來越多,推動了交通基礎設施的發展。現在橋梁工程的施工中混凝土結構是一種非常重要的應用,它的建造和施工成本較低、有一定的觀賞性、能承受較大的載荷,方便進行各種裝飾。隨著我國交通基礎設施的建設與發展,混凝土技術的應用越來越廣泛。
參考文獻
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