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道路工程师职称论文范文:混凝土公路裂缝的成因及防治

时间:2013年04月02日 分类:推荐论文 次数:

摘要:随着国民经济快速、协调发展,交通量的不断增长,我国道路交通量日益增大,混凝土技术在公路桥梁工程中发展最快。然而,由于混凝土的特殊性质难免会出现各种裂缝。混凝土公路裂缝产生的原因主要是桥梁荷载和施工工艺质量方面。本文作者对混凝土裂缝常见

  摘要:随着国民经济快速、协调发展,交通量的不断增长,我国道路交通量日益增大,混凝土技术在公路桥梁工程中发展最快。然而,由于混凝土的特殊性质难免会出现各种裂缝。混凝土公路裂缝产生的原因主要是桥梁荷载和施工工艺质量方面。本文作者对混凝土裂缝常见的防治方法进行了阐述。

  关键词:混凝土公路,裂缝,成因,防治

  前言

  近年来随着我国经济建设飞速发展,国家对交通基础设施建设的投资明显加大,其中公路桥梁建设占很大比重。公路是国家经济发展和现代化建设的重要基础设施, 是汽车运输服务的线形工程结构物,因此公路的质量责任重大。

  目前混凝土已经成为公路工程一种使用广泛的建筑材料,由于混凝土的抗拉能力差、容易开裂,裂缝不可避免,大部分混凝土构件都是带裂缝工作的。有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,使混凝土的强度和刚度受到削弱, 耐久性降低,危害结构的正常使用,必须加以控制。此外,随着现代公路工程施工工艺的飞速发展,各种管理手段的不断完善与加强,公路工程的内在施工质量已经有了长足的提高,外观质量已成为反映施工企业技术水平的最重要的一面,如何提高砼的外观质量减少裂缝亦成为建设单位及施工企业要解决的重点问题。

  一、混凝土公路产生裂缝的原因

  1.1 荷载产生的裂缝

  1.1.1 弯曲裂缝。在混凝土面上施加弯矩时,将产生弯曲裂缝。对受弯构件和压弯构件来说,弯曲裂缝首先出现在弯矩最大截面的混凝土受拉区。结构的正弯矩裂缝一般位于跨中, 从底边开始向上发展,负弯矩裂缝位于连续或悬臂路板的支座附近,自上向下发展。随着荷载的增大,裂缝宽度增大,长度延伸,缝数增多,裂缝区域逐渐向两侧发展。

  1.1.2 剪切裂缝。剪切裂缝也称斜裂缝。首先发生在剪应力最大的部位。对受弯构件和压弯构件,往往发生于支座附近,由下部开始,随着荷载增大,裂缝长度将不断增长并向受压区发展,裂缝数不断增多并分叉,裂缝区也逐渐向跨中方向扩大。

  1.13 断开裂缝。钢筋混凝土构件受拉时,进入整个截面的裂缝称为断开裂缝。受拉构件在荷载作用下产生的裂缝均沿正截面开裂,裂缝间距有一定规律。受拉构件在内力较小时, 混凝土和钢筋均匀承受拉力,随着内力增大,混凝土内拉应力达到其受拉极限,产生裂缝并退出工作,但裂缝宽度小于规定限值,全部拉力由钢筋承担,这是允许出现裂缝的构件的工作状态。荷载继续增大,钢筋应力达到屈服极限,钢筋伸长率较大,裂缝很宽,超过设计规范允许宽度的许多倍,这时多为使用所不允许的或构件将接近破坏的状态。

  1.1.4 扭曲裂缝。混凝土构件受扭转与弯曲同时作用而产生的裂缝称为扭曲裂缝。倾斜方向。钢筋混凝土构件在扭曲作用下,产生的裂缝一般有许多条,裂缝出现后混凝土保护层剥落,扭曲产生的扭矩改由钢筋承担,直至钢筋滑动时构件完全破坏。

  1.1.5 局部应力引起的裂缝。局部应力引起的裂缝主要表现在墩台支座受到较大局部压力、 构件突然受到冲击荷载、位于构件角隅处等。

  1.1.6 在施工阶段,不要不加限制地堆放施工机具、材料;在不了解预制结构受力特点情况下,不要随意翻身、起吊、运输、安装;要严格按设计图纸施工,不得擅自更改结构施工顺序;另外还要对结构做施工机具振动等条件下的疲劳强度验算等。

  1.2 施工工艺质量引发的裂缝

  若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异,比较常见的有:

  1.2.1 混凝土振捣过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大, 容易浇筑数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。

  1.2.2 混凝土搅拌运输时间过长,使水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得混凝土出现不规则的收缩裂缝。混凝土保护层过厚或上层钢筋被踩压变位,使承受负弯矩的受力钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减少,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

  1.2.3 用泵送混凝土施工时,为了保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其他原因加大了水灰比,导致混凝土结硬化时收缩量的增加,使得混凝土出现不规则裂缝。混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不当,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

  1.2.4 施工模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用,使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。施工时拆模过早,混凝土强度不足,使构件在自重或施工荷载作用下,产生裂缝。

  1.2.5 施工前对支架压实不足,或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉,导致混凝土出现裂缝。以上问题在施工中只要加以注意,就可以避免裂缝的发生。

  二、混凝土裂缝常见的防治方法分析

  由于混凝土的抗拉能力差、容易开裂,裂缝不可避免,大部分混凝土构件都是带裂缝工作的。有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,使混凝土的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,危害结构的正常使用,必须加以控制。

  2.1 表面封闭修补法

  表面封闭修补法包括表面抹灰修补法和表面粘贴修补法,表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的裂缝,不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝,常见有水泥砂浆涂抹、环氧砂浆涂抹的方法。表面粘贴法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏,表面粘贴修补法常见有玻璃布粘贴法、钢板粘贴法。

  2.2 填充法

  填充法用修补材料直接填充裂缝, 然后作填充处理, 槽的两边混凝土面必须修理平整, 槽内要清洗干净,必要时可在填料前用丙酮擦一遍,用水泥砂浆填补时,事先要保持槽内湿润(不应有积水);用沥青或环氧材料填补时,要保持槽内干燥,否则应先采取其他措施,使槽内干燥在进行填补。

  2.3 压力灌浆法

  压力灌浆法指施加一定的压力,将某种浆液灌入结构内部裂缝中去,以达到封闭裂缝, 恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性能的一种修补方法,一般用于裂缝多且深入结构内部或结构有空隙的修补场合. 按其灌浆材料可分为水泥灌浆修补法、化学材料灌浆修补法、沥青灌浆修补法。

  2.4 结构补强法

  因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。

  三、混凝土裂缝的控制措施

  在设计过程中根据混凝土构件的受力特点进行配筋计算、选择构件的结构形式等,防止由于人为的原因造成荷载裂缝。施工方面首先应控制原材料质量,包括水泥质量控制、骨料质量控制、配合比控制、外加剂的控制以及养护等。其次施工过程中质量控制、施工操作人员技能和素质也要加强.必须严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,也是相当重要的一个环节。

  四、结束语

  总而言之,改革开放二十年来,我国公路建设取得了巨大的成绩,为国民经济持续发展做出了贡献。为适应我国经济的发展,缓解交通问题给人们生产生活带来的不便,混凝土结构的应用范围将更加广阔,因此必须加强提高混凝土施工技术水平的科研工作。对于混凝土公路裂缝要加强事前控制,建立健全质量保证体系、要有完善的质量检测和计量器具, 采取一定的设计和施工措施,尽量避免工程中出现危害较大的裂缝,只有这样才能使我们的质量有根本的改观,才能建成精品工程。

  参考文献

  [1]韩素芳,耿维恕.钢筋混凝土结构裂缝控制指南(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2006.

  [2]孟繁义.桥面整体化混凝土施工裂缝控制分析[J].吉林建筑工程学院学报,2008 (02): 55-60.

  本文选自核心级期刊《公路交通科技》。《公路交通科技》主要面向各省市交通厅、公路局、高速公路管理局、公路建设指挥部等行业主管部门的管理人员;地市级从事公路建设、养护、管理的管理人员和技术人员;公路勘察设计、施工、监理、养护、质量监督等一线从业人员;科研院所、大专院校的科研工作者,以及为公路建设提供相关产品、技术、服务的广大企业群体