如何克服桥面裂缝问题

如何克服桥面裂缝问题

德清县港航管理局浙江德清313200

摘要:砼桥面的裂缝问题,一直是桥面工程质量中经常出现的质量问题,其不仅影响桥面的外观质量,严重的会影响工程的质量评定。本人在工作实践中,对此问题进行了长时间的观察、分析和实践,发现产生桥面裂缝问题除部分是由桥面结构受力原因无法避免外,主要原因还是施工不当或考虑不周所致。通过对材料的控制,提高施工工艺,加强养护,同时针对不同的上部结构受力情况,采取相应的措施,桥面的裂缝是可以克服或控制的。

关键词:克服;桥面;裂缝

一、问题

桥梁工程中,桥面局部龟裂和裂缝现象十分普遍,这不仅影响桥面外观质量,而且影响工程质量评定、验收。那么,桥面裂缝问题能不能解决呢?裂缝出现原因是什么?有没有克服裂缝的对策?带着这些问题,我一直观察、分析及研究。

二、分析与研究

桥面出现裂缝的原因很多,在工作中观察发现主要的裂缝为干缩裂缝,这种裂缝一般发生在施工期间。这是因为在混凝土浇筑后数小时,养护湿度不够,特别是受太阳暴晒,混凝土表面温度较高,混凝土中的游离水分急剧蒸发,破坏了水泥胶凝体转变为晶体吸水和失水的平衡,使胶凝体聚力均匀程度得到破坏。尤以水泥混凝土铺张层表面1—2cm深度骨料含量较少,水泥浆多一些,混凝土体积缩小时,该层极限收缩值远大于混凝土的极限收缩值50—55×10-5mm这样就产生了干缩裂缝。另外,由于使用的黄砂过细,含泥量大,水灰比偏大,水泥安定性不合格,水泥用量过大或使用了火山灰水泥、粉煤灰水泥以及顺坡施工(由于重力的作用,造成骨料分离,骨料间细料含量偏大)或做面时遇风等也是促使收缩裂缝产生的原因。

另外,温度和湿度的变化也能使混凝土产生裂缝:混凝土在硬化过程中可能因环境温度和湿度的变化而引起体积变化,混凝土随着温度上升产生体积膨胀,随着气温降低产生收缩。当混凝土的收缩或温度变形受到外界的约束条件的限制而不能自由发生时将在混凝土结构中产生强制应力,而此应力超过当时的混凝土抗拉强度时,混凝土的表面将发生开裂现象。有资料表明,在温度发生变化而引起混凝土温度变形时,当构件的实际拉伸变形接近于极限拉伸变形及徐变之和时,则必定出现裂缝现象。混凝土出现裂缝的临界表达式为:

εt≈εult+εcr(1)

式中:

εt—混凝土实际拉伸变形。

εult—混凝土极限拉伸变形。

εcr—混凝土徐变形。

在混凝土中存在一定温度,而又突然遇到降温冲击时,混凝土面层在内层约束下将产生拉伸变形,其估算公式为:

εt≈△T•a(2)

式中:

△T—温差;

a—温度膨胀系数。

混凝土温度突降时,变形出现很快,来不及产生徐变,所以比较容易产生裂缝。

还有混凝土中的水分受到环境温度、混凝土温度、空气湿度及风吹速度等因素的影响而蒸发或迁移,容易引起混凝土表面的塑性收缩裂缝。工程实践表明,对于新鲜混凝土,当其表面水的蒸发速度接近0.5kg/m2h时,应采取措施预防塑性裂缝。

施工桥面铺装层时没考虑桥梁上部结构层受力变化或考虑不周而引起的裂缝也较为普遍。如:空心版梁的企口尺寸偏小或安装时企口缝中砼质量偏低,减弱或失去企口纵向铰传递剪应力的作用。当开放交通后,相邻梁板产生的相对变形,使在纵向铰缝处铺装层承受过大剪应力而出现桥面纵向裂缝。对于连续梁桥,如按常规浇筑桥面铺装层,在支座附近桥面由于施工铺装层砼,其自重产生的负弯矩引起的拉应力超过了铺装层砼的抗拉强度而出现横向裂缝。对于连续桥面,由于施工不易,或没设置隔离层,或连续钢筋没按要求内包玻璃丝布和外缠聚乙烯胶布,使得桥面热胀冷缩后在桥面连续处砼出现横向裂缝。

三、措施。

本人通过几年的工作实践,针对桥面裂缝产生的原因,在新市大桥桥面铺装时,采取了如下具体措施,桥面裂缝问题基本得到控制。

(1)严格控制用材的规格及质量。使用细度模量在2.3以上的优质中(粗)砂,含泥量控制在3%以内,建议使用具有良好天然级配的河砂;使用干净含泥量小,并具有一定级配,强度大于2倍以上砼设计强度的优质碎石,使用前要求用水冲刷;水泥使用优质425#或525#普通硅酸盐水泥,严禁使用火山灰水泥,粉煤灰水泥。水泥使用前须做安定性试验,如不合格坚决不用。

(2)施工桥面铺装层前一天,用水冲刷干净上部构造面,并充分湿润。浇筑砼前先用纯水泥浆均匀撒满结构面,以加强铺装层与桥梁上部结构构造面间的粘结。

(3)控制水泥用量,水泥用量不宜大于400kg/m3。混合料拌和须均匀,水灰比不宜过大,宜控制在0.45左右。充分振捣密实,做面须及时、全面,并抹面二次以上。成型后,及时经常养护,最好使用养护剂。

(4)新市大桥桥面铺装时,正好是高温季节,因此,加快了施工速度,并加入了缓凝剂,从拌和至成型均控制在1小时以内。当现场桥面上部构造面温度超过40—50℃时,就暂缓施工。遇到起风时,做挡风板进行挡风。

(5)对有纵向坡度的引桥部分,采取逆坡方向浇筑砼桥面。浇筑时反坡时行,利用混凝土本身的自重平衡于坡面方向的分力,对其产生挤实性质的压应力,使混凝土的密实度加大,防止裂缝的产生。

(6)对主桥的连续梁桥采取分段浇筑砼铺装层,工作缝设置在弯矩零点附近。先浇筑由于浇砼铺装层而引起支座附近负弯矩增大的那块,最后浇筑支座附近的铺装层。如下图所示,顺序浇筑。

按上述顺序浇筑铺装层,不会由于浇筑铺装层引起支座附近的砼拉应力过大而出现桥面裂缝。

(7)对于桥面连续砼,施工时将相邻板锁定并塞紧端缝,先浇铺装层和铰缝,待强度达到70%时,解除锁定,涂抹隔离层后再浇桥面连续砼。

四、体会

通过对新市大桥桥面铺装层的实践,使我更确信桥面的裂缝问题,一般情况都是由于施工不当或考虑不周所造成的,通过对材料质量的控制,提高施工工艺,加强养护(特别是早期养护),同时考虑上部结构的变化,相应采取一定的技术措施,桥面裂缝问题基本可以克服的。

参考文献

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[2]JTGH11-2004,公路桥涵养护规程[S].

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