浅议公路横梁裂缝原因处理与桥梁伸缩缝施工技术

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　　摘要:随着经济发展和公路建设等级的不断提高,其横梁裂缝产生的原因是多方面，并不是由单一原因造成的，它的多因性也经常困扰着工程技术人员，要想控制或减少裂缝的产生，有必要了解其产生机理，在施工中加以控制。同时，桥梁伸缩装置的施工工艺也越来越复杂,因此应采取有效措施完善和提高伸缩装置的耐久性和使用效果。
　　关键词:横梁裂缝 伸缩缝 施工技术 公路 桥梁
　　前言
　　目前我国正处于交通基础建设的快速发展时期，各地兴建了大量的混凝土桥梁，取得了很多宝贵的实践经验，施工方案和机械化施工水平明显提升，完成了一座座举世瞩目的大桥。但是在许多工程中由于各种原因致使桥梁出现质量事故的也不在少数，而由于混凝土裂缝而影响工程质量甚至造成桥梁直接倒塌的案例也不少见，因此作为工程技术人员必须对裂缝引起足够的重视。由于室内外温度的变化,混凝土许变以及收缩、及汽车动荷载等一系列外部荷载作用的影响,桥梁梁体长度会发生一些变化,使梁端发生位移。为了适应这种位移,并且保持整个梁体平稳,保证行车安全舒适,桥梁结构中必须在合理的位置设置伸缩缝。
　　一 大桥裂缝产生的主要原因
　　裂缝产生后业主及时组织专家及相关人员赴现场查看，对裂缝产生的原因进行了分析，认为横梁裂缝是多种因素综合影响的结果，主要包括施工工艺、气温条件、混凝土材性、支架系统以及混凝土水化热影响等因素。但是主要的原因是：1、现场施工气温高，最高时达40℃以上，风速大湿度低，加上高标号混凝土产生的大量水化热以及烈日暴晒，致使梁体的内外温差远远超过25℃。2、混凝土的初凝时间仅为3小时，远小于浇筑时间，上层混凝土在浇筑的过程中，下层混凝土已经初凝，在荷载的作用下就会出现裂缝。
　　二 对横梁的处理
　　 凿除工具采用钻石钢线切割法结合风镐。横梁顶面同行车道板同厚度的部分先用风镐凿除，使横梁成为单独的块件。横梁主体部位采用钻石钢线切割法，根据吊装重量分段切割，至靠近主体结构的切割边缘线1m左右范围内混凝土采用风镐凿除，保留该段钢筋，以便与新浇筑横梁内钢筋连接。凿除后新浇横梁浇筑时应在两端靠近边主梁的两侧分别设置1m的后浇带，在混凝土中掺人适量的膨胀剂。钻石钢线切割法作为一项新型的施工技术，受到了众多建筑业人士的关注与兴趣，该设备由大功率油压机、传动定位滑轮及带有金刚石锯齿的钢线组合而成，油压马达通过传动滑轮带动钢线围绕被切割物体高速旋转进行切割，具有施工作业速度快、噪音低、无震动、无粉尘废气污染等优点，而且切口平直光滑，无须做善后加工处理。采用该技术，对于一些对施工有特殊要求的工程，如工期紧迫、环保要求高，以及一些大型混凝土结构拆卸、切割的工程，这些难题即可迎刃而解。在后面重新浇筑的时候，施工单位根据提出的意见对施工工艺进行了改进，没有出现裂缝，效果良好。
　　三 伸缩缝主要施工技术
　　 伸缩缝类型是设计者综合考虑公路等级、梁体长度及结构特点等因素选定的,不同类型的伸缩装置有不同的特点。虽然不同类型的伸缩装置从适用梁体伸缩的角度来看,设计上能够满足使用要求,但从使用效果来看,对行车影响及伸缩装置自身耐久性方面有所不同。本文对某公路桥梁伸缩缝施工技术进行分析。伸缩缝安装工艺按照施工顺序可分为:先装缝后铺路和先铺路后装缝两种工艺。本次施工选用先铺路后装续安装工艺,即在桥梁伸缩缝处先行攒锦沥青路面,待压路机充分压实达到通车条件后,切除伸缩缝部位的路面、安装伸缩缝。这一工艺较先装缝后铺路工艺更能保证伸缩缝部位的平顺,能克服临近伸缩缝两侧的不易密实的问题。其具体的施工工艺如下:
　　 放线过程中找出梁端间隙的中心线,按照设计的位置及尺寸准确画线,保证伸缩装置能够对称放在梁端伸缩间隙上。
　　 清理伸缩缝范围内的沥青混凝土路面及回填物,特别是将伸缩缝内及墩顶上的杂物彻底清除干净,从而保证伸缩缝能自由伸缩,梁与梁、梁与背墙之间的距离达到规范要求,且新浇混凝土与旧混凝土的接触面应进行凿毛处理,使新旧混凝土能充分结合。
　　 整理预埋钢筋:按照设计图纸对歪倒变形钢筋扶正,对于预埋钢筋数量不足的部位进行补筋,方法是利用铺装层钢筋或吊装梁用钢筋代替预埋钢筋,或将所补筋与预埋钢筋从下部用钢筋焊接。
　　 缝宽调节:若按施工温度计算的伸缩装置的预留缝宽与安装时的温度不符,应将缝宽按照设计图纸进行调整。安装时应考虑气温的变化,CQF型伸缩缝为整体安装,出厂时钢梁用U型卡焊接固定,如安装前现场计算的钢梁间绕宽与已固定好的缝宽有出入时,安装时还应切断U型卡,对伸缩装置缝宽进行调整。
　　 钢筋调节及焊接:为保证加高处理后的预埋筋连接强度,可采用双面焊接,焊接长度保证钢筋5倍直径以上。安装过程中不要在型钢上任意施焊,以免型钢变形影响平整度,焊绕长度要满足规范要求。
　　四 大体积混凝土施工措施 
　　采用合适的施工措施不仅能节约建筑成本，还能有效降低大体积混凝土内外的温差，有效地减少温度裂缝的产生，提高大体积混凝土的质量。 
　　分块浇筑 
　　为了有效降低大体积混凝土的内外温差，在大体积混凝土施工过程中，常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段跳仓浇筑法两种。分层浇筑法目前有全面分层法、分段分层法、斜面分层法3种浇注方案。全面分层法能够使混凝土均匀散热，不宜产生垂直裂缝，但要求混凝土的拌和、运输能够满足混凝土在初凝前连续浇筑，不产生水平施工缝；分段浇筑法适用于混凝土拌和能力低，对大体积混凝上抗渗要求不高的结构物；斜面分层法适用于平面尺寸较大但厚度较小的结构物。目前在桥梁大体积混凝土施工中，多采用一次性整体浇筑和全面分层多次浇筑。
　　降低浇筑温度 
　　 降低浇筑温度可以降低温差从而减小温度应力，其措施主要有预冷骨料(水冷法、气玲法等)和加冰搅拌等。浇筑时间最好安排在低温季节或夜间，若在高温季节施工，则应采取减小混凝土温度回升的措施，譬如尽量缩短混凝土的运输时间、加快混凝土的入仓覆盖速度、缩短混凝土的暴晒时间、混凝土运输工具采取隔热遮阳措施等。对于泵送混凝土的输送管道，应全程覆盖并洒以冷水，以减少混凝土在泵送过程中吸收太阳的辐射热，最大限度地降低混凝土的人模温度。在桥梁大体积混凝土的施工中比较实用的措施是做好水泥散热工作、对骨料浇水冷却、采用冷却拌和水和减小运输距离等。 
　　3合理安排施工进度 
　　 施工进度对大体积混凝土的温度的变化影响非常明显。特别应该注意的是分次、分层浇筑的间歇时间。选择上层混凝土覆盖的适宜时间应是在下层混凝土温度已降到一定值时，即上层混凝土温升倒加到下层后，下层混凝土温度回升值不大于原混凝土最高温升。在每次浇筑中，又分几层，其层间的间隔时间应尽量缩短。必须在上层混凝土初凝之前，开始浇筑下层混凝土。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。 
　　4改善混凝土的搅拌工艺和采用：次振捣，提高混凝土的抗裂性 
　　 大量施工现场试验证明，改善混凝土的搅拌工艺，采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石的搅拌新工艺，可使混凝土强度提高10％左右，相应地也提高了混凝土的抗拉强度和极限抗拉值。而采用二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗榘料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，使混凝土的抗压强度提高10％20％。 
　　5埋设冷却水管 
　　 埋设水管用连续流动的冷水可以降低混凝土的温度，电可以把混凝土块体冷却到稳定的体积。冷却水管大多采用直径为25mm或19mm薄壁钢管或铝管，按照中心距1.5～3m交错排列，水管上下层间距宜为1.5－3m，并通过立管连接。在浇筑开始水管覆盖一层混凝土后即应开始通水，通水持续时间应足以保证混凝土第二次温升不超过初次温升，较小的大体积混凝土当到达最高温度并开始下降时应停止通水，要避免使混凝土开裂的大陡的温度梯度，冷却速度以每天温度下降0.6℃左右为好。  
　　五 结束语
　　 混凝土桥梁的裂缝是一个较复杂的问题，它涉及到管理、设计、施工等各个方面，某一环节稍有疏忽均可能导致裂缝的出现，引起钢筋的锈蚀，影响整座桥梁结构的耐久性，造成很大的经济损失。那么，在桥梁大体积混凝土施工过程中，采用合理的设计措施，正确选择原材料，采用科学的施工措施，严格施工管理，就可以提高混凝土本身抗拉性能，减少大体积混凝土裂缝的产生，保证工程质量，避免因出现裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故的发生。让我们引以为借鉴，在以后的实践工程中避免这些误区，使国家有限的建设资金发挥最大的经济效益。
　　参考文献
　　[1]秦顺全.桥梁设计与施工技术.北京:人民交通出版社,2002
　　[2]徐君兰.大跨度桥梁施工控制.北京:人民交通出版社,2000
　　[3]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)[S]

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