簡(jiǎn)析橋梁薄壁墩臺(tái)裂縫產(chǎn)生的原因及整治措施

【關(guān)鍵詞】橋梁工程；薄壁墩臺(tái)；裂縫 

　　近年來(lái)，薄壁墩臺(tái)的形式在小跨徑的公路橋梁、城市道路的通道、高等級(jí)公路以及跨線橋中的運(yùn)用最為常見(jiàn)。其優(yōu)點(diǎn)主要包括：便捷、省工以及造型美觀等。當(dāng)河床較窄時(shí)，為了縮短橋長(zhǎng)，節(jié)約造價(jià)，避免臺(tái)前錐坡對(duì)河床造成壓縮，可運(yùn)用于河相鄰近的墩臺(tái)自立的樁基薄壁墩臺(tái)進(jìn)行運(yùn)用，采用支撐梁對(duì)墩臺(tái)下方進(jìn)行設(shè)置，使整個(gè)橋梁形成統(tǒng)一的框架結(jié)構(gòu)，將墩臺(tái)后產(chǎn)生的壓力被支撐梁所平衡。 

　　1.薄壁墩臺(tái)裂縫產(chǎn)生的類(lèi)型及處理措施 

　　1.1施工過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫 

　　1.1.1收縮裂縫的產(chǎn)生 

　　在出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)不合理時(shí)，拆模結(jié)束后墩臺(tái)混凝土表面會(huì)有裂縫產(chǎn)生，該類(lèi)裂縫最多是由豎直向的形式。嚴(yán)格的對(duì)施工工藝進(jìn)行掌握，確保混凝土質(zhì)地達(dá)到均勻狀態(tài)。運(yùn)用有效的防止方法對(duì)養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行加強(qiáng)。其次，還應(yīng)對(duì)新老混凝土接縫位置中的約束影響進(jìn)行關(guān)注，必要時(shí)可采用膨脹水泥和接縫混凝土進(jìn)行配置。 

　　1.1.2溫差裂縫的產(chǎn)生 

　　重型結(jié)構(gòu)中有一定的厚度存在，水泥凝固時(shí)會(huì)有水化熱發(fā)生，表面存在較快散熱，使芯部有較高溫度產(chǎn)生，體積又較大尺寸時(shí)，影響相對(duì)較大，導(dǎo)致內(nèi)部膨脹，表面收縮現(xiàn)象發(fā)生，從而到之后不規(guī)則裂縫出現(xiàn)。應(yīng)該按照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，運(yùn)用有效的處理措施。例如：混凝土的標(biāo)號(hào)及水泥用量得打盡可能的降低，使其施工要求及設(shè)計(jì)都能得到滿(mǎn)足，避免超強(qiáng)現(xiàn)象發(fā)生。運(yùn)用較低水化熱的水泥，例如礦渣水泥進(jìn)行施工。采用塑化劑進(jìn)行摻入，促使混凝土的和易性得到改善，從而使水泥用量得到一定程度的減少。拌和水溫的降低，例如冰水的摻和，使其內(nèi)部溫度得到一定的吸收及降低。大體積混凝土可對(duì)內(nèi)部水管進(jìn)行埋設(shè)，例如厚度每隔3m左右，即可對(duì)直徑為25mm～30mm的黑鐵水管進(jìn)行埋設(shè)，使其平面間距控制在大約1.5m，當(dāng)混凝土澆筑之后，即可對(duì)循環(huán)冷卻水進(jìn)行暢通。其次，路上橋墩應(yīng)和地面保持接近。 

　　1.1.3模板變形的產(chǎn)生 

　　在具有彈性支承的模板內(nèi)對(duì)混凝土進(jìn)行澆注，當(dāng)?shù)貙映霈F(xiàn)初凝之后，灌注后的混凝土重量能夠?qū)⒛０瀹a(chǎn)生變形，對(duì)補(bǔ)凝的地層混凝土通過(guò)受剪或受拉形成裂縫。特別是由伸臂托架對(duì)模板進(jìn)行支承，更應(yīng)對(duì)計(jì)算撓度及采取的相應(yīng)的措施進(jìn)行關(guān)注，應(yīng)采用拉條或撐桿對(duì)懸臂進(jìn)行加固，進(jìn)一步將變形得到減少。當(dāng)具有較大的重量時(shí)，需要對(duì)腳手桿件中螺栓空隙的變形進(jìn)行消除，并實(shí)施吊掛壓重。在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑的過(guò)程中，應(yīng)逐步將其重量減少，促使?jié)窕炷�土增加的影響得到抵消，從而保持變形量處于不變狀態(tài)。 

　　1.2橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的裂縫 

　　1.2.1集中的承壓應(yīng)力的產(chǎn)生 

　　在冒頂上對(duì)支撐墊石進(jìn)行支承，使其四周有輻射向的裂縫出現(xiàn)。 

　　1.2.2縱向力的扭曲的影響因素 

　　墩身中心線上存在豎直裂縫，在多車(chē)道上對(duì)制動(dòng)力的空心墩身進(jìn)行承受，效果較為顯著。 

　　1.2.3水平荷載的撓曲的影響因素 

　　墩身有水平環(huán)狀裂縫產(chǎn)生，在地震后進(jìn)行檢查，很容易出現(xiàn)該類(lèi)問(wèn)題。 

　　1.2.4凍脹因素的影響 

　　墩身空心，積水或排架墩樁身位置產(chǎn)生不密實(shí)的填充，冬季來(lái)臨時(shí)有寬闊豎向裂縫產(chǎn)生。 

　　1.2.5局部拉應(yīng)力因素的影響 

　　由于受力變形及溫度升降因素的影響，墩身挖空部分的楣梁或拱圈下緣、輪廓、截面有轉(zhuǎn)折角位置形成局部拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，從而有裂縫產(chǎn)生。 

　　1.3沉降裂縫的產(chǎn)生 

　　1.3.1不均勻反力的影響 

　　當(dāng)不均勻沉陷產(chǎn)生之后，自動(dòng)反力也會(huì)不均勻分布，剛性實(shí)體墩大多數(shù)會(huì)有傾斜產(chǎn)生，但柱式墩承臺(tái)相對(duì)狹長(zhǎng)，當(dāng)彎矩出現(xiàn)改變后，會(huì)有豎直裂縫形成。所以，長(zhǎng)條型的墩身及承臺(tái)根據(jù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)對(duì)豎直分割施工縫進(jìn)行設(shè)置的關(guān)鍵，存在較好的施工效果。 

　　1.3.2超靜定結(jié)構(gòu)變形的影響 

　　當(dāng)超靜定結(jié)構(gòu)中框架墩產(chǎn)生不均勻沉陷時(shí)，變形則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系中自重內(nèi)力出現(xiàn)變化，對(duì)比原設(shè)計(jì)假定的情況，會(huì)有較大出入產(chǎn)生，在原“反彎點(diǎn)”附近每根構(gòu)件的彎矩都會(huì)有不同素質(zhì)的內(nèi)力產(chǎn)生，對(duì)于配筋相對(duì)薄弱的區(qū)段，通常會(huì)有裂縫甚至折斷現(xiàn)象產(chǎn)生。通過(guò)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，該類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生僅僅通過(guò)鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)救是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在具有薄弱的配筋區(qū)段，應(yīng)對(duì)配筋進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾�。其次，在軟弱地基上�?duì)墩臺(tái)進(jìn)行過(guò)設(shè)置時(shí)，應(yīng)盡可能的避免對(duì)沉陷敏感的結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)用。若必須使用時(shí)，可對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)整。 

　　2.裂縫產(chǎn)生的原因 

　　2.1構(gòu)造方面 

　　由于橋梁薄壁墩臺(tái)的結(jié)構(gòu)厚度相對(duì)較小，通常在60～100cm之間。具有厚度小，較低的截面抗拉能力等特點(diǎn)。通過(guò)溫度及收縮的作用，大面積的額表面會(huì)有收縮力產(chǎn)生，很容易出現(xiàn)與混凝土的抗拉力超出的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致貫通裂縫的形成。在對(duì)薄壁墩臺(tái)的底部進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)和大體積的承臺(tái)固結(jié)，運(yùn)用大量鋼筋對(duì)承臺(tái)及墩臺(tái)之間進(jìn)行聯(lián)結(jié)，具有較大的剛度約束現(xiàn)象，導(dǎo)致墩臺(tái)混凝土在變形的過(guò)程中有較大應(yīng)力產(chǎn)生，該問(wèn)題也是導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的主要原因。 

　　2.2施工材料方面 

　　當(dāng)水泥質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足施工要求時(shí)，混凝土?xí)�有離析、翻漿現(xiàn)象發(fā)生，骨料中存在不達(dá)標(biāo)的骨料或有泥土存在，具有較高的墩臺(tái)身。當(dāng)混凝土拌合料采用從上往下進(jìn)行卸落時(shí)，容易有離散問(wèn)題形成。其次，由于振搗難度較大，無(wú)法對(duì)混凝土的均勻性進(jìn)行保證，導(dǎo)致局部位置或表面有較多砂漿，從而形成大且不均勻的收縮，最終造成收縮裂縫出現(xiàn)。 

　　2.3環(huán)境方面 

　　薄壁墩臺(tái)具有較大的表面積，外界環(huán)境對(duì)混凝土造成的影響相對(duì)顯著。當(dāng)溫度和濕度出現(xiàn)變化后，表面的水分會(huì)有蒸發(fā)出現(xiàn)，表面的溫度降低較快，具有較大的內(nèi)外溫度差及表面收縮，最終造成裂縫的產(chǎn)生。 

　　3.橋梁薄壁墩臺(tái)裂縫的預(yù)防 

　　（1）在灌漿之前，應(yīng)運(yùn)用鋼絲刷對(duì)混凝土表面存在的浮渣、灰塵及松散層進(jìn)行有效的清除，嚴(yán)重情況下可采用丙酮對(duì)其進(jìn)行擦洗，直至混凝土土體露出即可，確保裂縫位置處于潔凈狀態(tài)。在布嘴的過(guò)程中，在具有較寬裂縫的位置對(duì)嘴子進(jìn)行粘合。應(yīng)根據(jù)裂縫的大小以及結(jié)構(gòu)形式來(lái)對(duì)嘴子之間的距離進(jìn)行確定，通常情況下應(yīng)控制在30～60cm之間，適當(dāng)對(duì)水平裂縫進(jìn)行縮小。當(dāng)裂縫處于縱橫交錯(cuò)時(shí)，必須采用嘴子對(duì)交叉位置進(jìn)行設(shè)置。 

　�。�2）避免外界氣溫的驟降。當(dāng)處于炎熱天氣進(jìn)行混凝土的澆筑前，應(yīng)在鋼模外運(yùn)用澆水的方式，并對(duì)濕草簾進(jìn)行吊掛并覆蓋，促使氣溫得到有效的控制。當(dāng)外界溫度降低時(shí)，覆蓋層內(nèi)以及模板的溫度具有緩慢變化，有效的避免熱量?jī)?nèi)侵的現(xiàn)象發(fā)生。 

　�。�3）養(yǎng)護(hù)工作的落實(shí)。當(dāng)在夏季進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)膶?duì)養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)，禁止急于對(duì)模板進(jìn)行拆除，避免干縮裂縫的形成。若在低溫季節(jié)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，則要對(duì)拆模時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐七t，并注意覆蓋保溫工作的落實(shí)。 

　　4.結(jié)語(yǔ) 

　　綜上所述，在混凝土橋墩工程，特別是公路橋梁薄壁墩臺(tái)中，大多屬于大體積混凝土工程，導(dǎo)致大量裂縫因素出現(xiàn)。通過(guò)在施工過(guò)程中運(yùn)用具有針對(duì)性的處理措施，才能盡可能的將混凝土的開(kāi)裂得到減少或避免。由于混凝土墩臺(tái)裂縫產(chǎn)生的原因相對(duì)復(fù)雜，因此在處理的過(guò)程中應(yīng)要求施工技術(shù)人員對(duì)其原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而找出有效的處理措施進(jìn)行運(yùn)用。 [科] 

　　【參考文獻(xiàn)】 

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　　[3]董青泓.薄壁或輕型橋臺(tái)鋼筋砼臺(tái)身開(kāi)裂原因分析[J].廣東公路交通，2000（04）.