對橋梁施工裂縫成因的分析論文
摘要:在橋梁工程的施工建設中,施工裂縫是工程應當關(guān)注的問(wèn)題。工程的質(zhì)量問(wèn)題在很大程度上是由于橋梁施工的裂縫引起的。因此,為保證橋梁施工和使用的安全,必須要對橋梁施工裂縫的問(wèn)題進(jìn)行系統的研究,深入的認識,以便有效的防止裂縫的產(chǎn)生。本文將對造成橋梁施工裂縫的常見(jiàn)原因進(jìn)行概述。
關(guān)鍵詞:橋梁施工;施工裂縫;裂縫原因
Abstract: The project quality question is to a great extent because the bridge construction’s crack causes. Therefore, for the guarantee bridge construction and the use security, must conduct system’s research to the bridge construction crack question. The article will cause the bridge construction crack the common reason to carry on the outline.
Key words: bridge construction; construction crack; crack reason
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展,交通設施也在不斷的發(fā)展,以適應并帶動(dòng)經(jīng)濟的發(fā)展,交通是國家經(jīng)濟的命脈,是確保經(jīng)濟健康快速發(fā)展的保證。而隨著(zhù)城市的擁擠,及交通覆蓋面的增長(cháng),對橋梁的需要也更為明顯,橋梁建設成了交通建設中重要的組成部分。而橋梁施工的質(zhì)量問(wèn)題也就顯得尤為重要,特別是橋梁施工的裂縫問(wèn)題,在現代橋梁施工中是十分常見(jiàn)的,對橋梁的質(zhì)量和安全危害極大。因此,對橋梁施工中的裂縫產(chǎn)生原因的研究勢在必行。
1外荷載直接應力引起
橋梁工程在施工建設過(guò)程中,時(shí)常會(huì )因為許多原因而導致橋梁裂縫的產(chǎn)生。裂縫的產(chǎn)生給橋梁的工程質(zhì)量帶來(lái)了嚴重的質(zhì)量和安全隱患,不僅會(huì )影響橋梁的順利施工,還會(huì )直接影響到橋梁的使用安全,在嚴重的情況下,可能導致橋梁的坍塌。而由于外荷載引起的橋梁施工裂縫,是常見(jiàn)的一種,也是危害極大的一種。通常對混凝土構建的橋梁由于常規的靜荷載和動(dòng)荷載引起的橋梁裂縫,以及外荷載次應力下產(chǎn)生的裂縫統稱(chēng)為荷載裂縫。外荷載裂縫的一種形式是直接應力裂縫,是指外荷載引起的直接應力產(chǎn)生的裂縫,對橋梁施工而言,它直接關(guān)系到橋梁的質(zhì)量和安全。
直接應力裂縫產(chǎn)生的原因,首先是在橋梁工程的施工設計階段,由于設計上的失誤導致,比如在橋梁的結構計算上,對部分應予考慮并計算在內的部分,沒(méi)有計算,后者少算;以及在結構承受力的預測上,出現問(wèn)題,在預測結構受力上,設計預測與實(shí)際受力不相符合,導致橋梁在施工及使用過(guò)程中,橋梁結構受力過(guò)度,超過(guò)預測的受力度,導致受力超標時(shí),橋梁結構發(fā)生裂縫;同時(shí),在內力與配筋計算上產(chǎn)生誤差,造成兩者調配不當,影響橋梁的實(shí)際質(zhì)量,還有對結構安全系數把握不足,直接影響橋梁的質(zhì)量,導致橋梁受外荷載力時(shí)產(chǎn)生裂縫。
其次是在施工階段,由于施工單位安全意識不夠,對橋梁施工過(guò)程中可能造成裂縫的因素估計不足,或者是橋梁的現場(chǎng)施工人員素質(zhì)不高,對施工過(guò)程中可能導致裂縫的各種情況沒(méi)有了解,比如不加限制地在施工中的橋梁上,堆放各種重量過(guò)大的施工機械和各種施工材料。同時(shí)可能有部分現場(chǎng)施工人員,不按投資方與施工單位簽訂合同時(shí)所定下的設計圖紙進(jìn)行施工,為求速度或經(jīng)濟利益而更改結構施工順序或者改變結構受力模式;在施工過(guò)程中沒(méi)有注意物理現象,不對結構做施工機器運轉而產(chǎn)生的振動(dòng)下的疲勞強度的驗算等。
此外,由于施工現場(chǎng)人員操作不當而導致施工車(chē)輛的碰撞,以及自然因素如發(fā)生暴風(fēng)雨雪及冰雹和地震、意外爆炸等也可能導致橋梁施工裂縫的產(chǎn)生。
2外荷載次應力引起
次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產(chǎn)生裂縫,它是外荷載引起裂縫的另一種形式。首先在通常情況下,是在橋梁工程設計外荷載的作用影響下,由于橋梁應用結構物的實(shí)際工作情況,同預測的習慣計算有偏差或計算的范圍過(guò)窄,導致預測與實(shí)際數據的差異過(guò)大 ,從而在施工中橋梁結構的某些部位引起次應力,而由此導致橋梁結構的開(kāi)裂。實(shí)際的橋梁工程施工過(guò)程中,次應力裂縫已經(jīng)是產(chǎn)生荷載裂縫的常見(jiàn)原因之一。一般來(lái)說(shuō),次應力裂縫多屬于剪切、張拉、劈裂性質(zhì)。在現代橋梁施工技術(shù)中,次應力裂縫被認為是由荷載引起,但是在目前的許多橋梁施工中,按行業(yè)的常規一般不做嚴格的計算,不過(guò)隨著(zhù)高科技在橋梁施工中的運用,現代計測手段的不斷發(fā)展和完善,次應力裂縫的計算已經(jīng)被各施工單位所重視,而且要對次應力裂縫進(jìn)行科學(xué)合理的驗算已經(jīng)是可以實(shí)現的了。比如現在在橋梁的施工中對徐變和預應力等產(chǎn)生的二次應力的情況,通過(guò)平面桿系有限元程序均可正確的計算,這就減少了因對二次應力產(chǎn)生的應力裂縫的問(wèn)題有了一個(gè)好的應對方案。同時(shí),在橋梁的設計上,必須注意結構突變或斷面突變的情況出現,但是有些情況是不能預測或者避免的,但是這并不是就任由危險存在,而是在不能回避的時(shí)候,及時(shí)的根據相關(guān)原理和實(shí)際情況,在不危害大局的情況下,做局部的處理,如在轉角處做圓角,突變處做成漸變過(guò)渡,同時(shí)加強構造配筋,轉角處增配斜向鋼筋,對于較大孔洞應當及時(shí)的在周邊設置護邊角鋼,以防止裂變的危險。
3溫度變化引起的裂縫
溫度裂縫是指在外部環(huán)境或結構內部出現溫度發(fā)生變化的情況,混凝土就會(huì )出現變形的情況,而如果在變形的過(guò)程中遭到壓制,便有可能在其結構內造成應力的產(chǎn)生,這樣當產(chǎn)生的應力超過(guò)橋梁的混凝土的抗拉強度時(shí),就會(huì )產(chǎn)生溫度裂縫。在特定的情況下,橋梁工程所產(chǎn)生的溫度應力可能會(huì )達到甚至超出荷載應力,在這樣的情況下,產(chǎn)生溫度裂縫便不可避免,甚至可能出現更大的隱患。隨溫度的改變而擴張或合攏是溫度裂縫的主要特點(diǎn)。年溫差,即是指一年四季溫度不斷變化而造成的裂變。不過(guò)這種裂變的產(chǎn)生是受一定條件限制的,比如,橋梁結構的位移受到限制時(shí)才可能出現溫度裂縫,如拱橋、剛架橋等位移不可能出現的這類(lèi)橋梁。雖然溫度變化比較緩和,不會(huì )出現突然轉變,對橋梁的危險也是蠕變性的,但是出于防范意識,對年溫差內力計算時(shí)混凝土彈性模量應考慮折減。日照也是溫度裂變的原因之一。由于橋面板、主梁或橋墩側面等容易遭太陽(yáng)曝曬,其溫度會(huì )明顯的高于橋梁的其他部位,整個(gè)橋梁的溫度分布不均勻,再加上受到自身的影響,導致橋梁局部拉應力較大,進(jìn)而導致裂縫的出現。同時(shí),突然降溫和水泥的水化熱等也是造成溫度裂縫的原因。
4收縮引起的裂縫
在實(shí)際工程中,最常見(jiàn)的裂變之一是混凝土因收縮而引起的裂縫。首先是自身的收縮,混凝土在硬化的過(guò)程中,由于水泥和水及其他物質(zhì)會(huì )發(fā)生化學(xué)反應,由此會(huì )產(chǎn)生許多新的化學(xué)物質(zhì),在這一過(guò)程中,就有可能產(chǎn)生一些易揮發(fā)的物質(zhì),在接觸空氣,比如水泥中的氫氧化鈣會(huì )和空氣中的二氧化碳直接發(fā)生化學(xué)反應,生成碳酸鈣,而碳酸鈣的體積卻比氫氧化鈣的體積小,因而可能產(chǎn)生收縮,或者在太陽(yáng)的暴曬之下?lián)]發(fā),導致自身質(zhì)量及體積的縮水,由此導致混凝土局部張力失衡,而產(chǎn)生裂變。同時(shí),因為混凝土在硬化的整個(gè)過(guò)程中,只有很少的分水分參與化學(xué)反應,大部分的水會(huì )因為蒸發(fā)而消失,這就導致橋梁混凝土的體積發(fā)生了干縮變形,在水泥漿形成水泥石后,它的極限干縮將會(huì )達到3 000微應變左右,這樣造成的干縮效應,就會(huì )使不同程度的拉應力在混凝土的內部產(chǎn)生。而在混凝土的硬化初期,其抗拉強度小,在產(chǎn)生干縮拉應力超過(guò)其抗拉強度時(shí),橋梁裂縫的情況就有可能會(huì )發(fā)生。
5施工中鋼筋的用量不當
由于設計時(shí)對普通鋼筋用量或間距預測不足,可能會(huì )致常規下允許的裂縫寬度,不能根據規則在一定范圍內得到有效的控制,同時(shí)普通鋼筋在混凝土中使用過(guò)多,或者因為施工人員在施工過(guò)程中對間距的把握不足,導致過(guò)密的鋼筋阻止了混凝
土的正常凝固收縮,而致使橋梁產(chǎn)生裂縫。
6結束語(yǔ)
橋梁施工發(fā)生裂縫的原因多種多樣,但是只要對這些原因有廣泛的調查和深入的研究,結合橋梁施工中出現的實(shí)際情況,根據橋梁自身的結構以及構造和建筑材料,是可以做出合理有效的防范措施的,在危險發(fā)生之后,也可以做出相應的對策。預防并控制橋梁施工裂縫的產(chǎn)生,是工程施工中必須要注意的重要問(wèn)題,這直接影響到橋梁的質(zhì)量和安全,不容馬虎。因此,施工各方,應該在運用高科技支持的情況下,嚴格按照國家有關(guān)規定和技術(shù)標準進(jìn)行施工,保證橋梁工程施工的合理科學(xué)合法,以此防止橋梁裂縫事件的出現。
參考文獻
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