桥梁工程混凝土施工技术与养护【摘要】混凝土是桥梁工程的主要材料,控制混凝土性能有助于维持桥梁结构的稳定性。
新时期桥梁工程作业难度不断加大,采用先进的混凝土施工技术是工程质量的根本保证。
由于混凝土材料自身存在缺陷,导致桥梁结构发生收缩变形而形成裂缝,若不及时处理会使桥梁结构的受力失衡,不利于桥梁路面交通的正常运营。
鉴于此,本文分析了因材料缺陷导致的混凝土裂缝问题,在施工期间采用“植筋法”对桥梁结构加固养护。
【关键词】桥梁工程;混凝土;收缩变形;植筋法
中图分类号:tu997文献标识码:a
混凝土材料是桥梁工程的主要材料,混凝土施工期间不仅要注重技术上的改进,还要对桥梁结构制定一套完整的养护方案,对其中存在的质量问题及时处理。
混凝土材料性能会随着外界因素的变化而改变,当材料收缩不一时会出现各种裂缝,破坏了桥梁结构的耐久性。
为了加固桥梁结构,可采用植筋法加固桥身或桥面,其可以有效保护桥梁混凝土结构的稳定。
一、混凝土收缩变形引起的裂缝
收缩变形是混凝土产生裂缝的常见因素,桥梁混凝土结构裂缝与材料性质也有很大的关联,若混凝土材料配制不当会造成材料性能受损,无法承受过大的载荷而形成裂缝。
桥梁工程所用混凝土的配制方法不合理,使得混凝土固化后易出现收缩变形,破坏了结构的完整性。
1、温差收缩。
材料内部温度变化会造成水泥水化热不均衡,温差收缩产生的裂缝宽度更大。
若施工单位采用高性能混凝土,其水泥用量比常规混凝土多3倍以上,水泥水化的放热量更大。
但混凝土材料的标准为温差在10℃时会造成冷缩值εc= △t/α=
10/l10-5=0.o1%,超出了混凝土的极限拉伸值[1]。
2、塑性收缩。
塑性收缩是由于混凝土材料内的水分散失过多,对混合料的初凝、硬化效果造成不利影响。
桥梁混凝土结构塑性收缩现象会引起水分的快速蒸发,骨料、水泥之间的伸缩变形更多。
塑性收缩造成的裂缝宽度在0.15mm,若是不及时处理会逐渐向周围扩散。
3、干燥收缩。
通常每l00克水泥水化后的化学减缩值为7~9ml,这种特点影响了混凝土抗拉强度,使得干燥收缩现象更为严重。
此时,水泥砂浆的干缩值为0.1%~0.2%,混凝土的干缩值为0.04%~0.06%,对比标准干缩值0.01%~0.02%相差甚远,从而引起干缩裂缝的形成[2]。
二、桥梁施工阶段的裂缝处理技术
裂缝是桥梁施工的常见病害,随着温度差异的变化,裂缝的深度、宽度、长度均会出现明显的加剧。
考虑到整体桥梁工程的质量,施工人员必须根据混凝土裂缝的实际情况及时处理。
目前,桥梁工程普遍采用的裂缝处理技术包括:修补技术、加固技术、开凿技术,通过对混凝土材料的改造利用达到处理裂缝的效果。
1、修补技术。
选择的修补材料要根据桥梁混凝土裂缝的实际情
况而定,普遍使用的材料为弹性涂膜防水材料,如:聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。
施工人员在修补之前要对混凝土表面进行清理,再用水冲洗表面杂质,待混凝土完全干燥之后用树脂充填混凝土表面的气孔即可。
2、加固技术。
加固技术需配合注浆工艺才能完成,处理桥梁裂缝时先在裂缝位置上贴医用白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝。
当裂缝封闭时间超过10 min把胶布条拿掉,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。
此外,还应采用钢制砖加固混凝土结构,如图1。
3、开凿技术。
开凿技术适用于宽度超过0.5 mm的裂缝,配合环氧树脂、聚硫橡胶、水泥、砂等完成修补。
如:对砂、水泥按照标准的比例调配混合,再把环氧树脂、聚硫橡胶等均匀调配[3]。
通过抽样检测确定修补材料符合要求,再将其注入已开凿的裂缝里。
三、严格控制混凝土材料的质量
桥梁裂缝的形成受材料因素影响较多,混凝土材料是桥梁构造的基本要素,鉴于材料性能异常对桥梁造成的不利影响,工程单位在施工期间要注意混凝土材料的质量控制。
材料性能的控制应从基本原料构成及钢筋材料配合等方面入手,配制混凝土之后应现场取样检测,合格之后才能运用于桥梁施工。
1、质量检查。
当配制好的混凝土运输至施工现场时,施工单位
要安排专业检查人员抽样检查,待混凝土性能合格之后才能运用于桥梁施工。
对于材料性能检查应掌握多个方面的指标,特别是混凝土的原料搭配应满足桥梁结构性能的需求,这有助于混凝土材料质量的控制。
2、完善工艺。
混凝土浇筑量的控制应根据桥梁施工图纸而定,对混凝土结构详细掌握后选择施工工艺,以保证混凝土发挥最佳凝固效果;桥梁混凝土会受到潮湿环境的限制而影响凝固效果,在浇筑时要注意速度的把握,以免浇筑量过大影响了混凝土性能的发挥,防止裂缝现象的发生。
3、合理选材。
伴随着建筑行业技术的进步,许多新型的混凝土材料得到了广泛推广。
高性能混凝土可以从和易性、强度、耐久性、变形等多个方面增强材料的抗裂性能。
桥梁施工单位也可积极采用碳纤维复合材料,凭借新型材料的力学特性加固桥梁结构,如表1。
4、掌握比例。
水泥是混凝土的重要原料,在配制混合料时要严格检测水泥原材料的质量、型号、性能。
对于不同品种的水泥所采用的配制工艺是不一样的,如:采用低水化热水泥应确保混凝土强度符合标准要求,且尽量减少用量以防止低水化热造成的不利影响,避免收缩裂缝的形成。
四、植筋在桥梁施工中的应用
植筋法最早运用于建筑物的墙体加工,随着桥梁施工技术的更新,植筋法对桥梁结构也具备较强的加固效果。
近年来,植筋法凭
借其独特的工艺优势得到了广泛的运用,桥梁施工引用植筋法必须制定一套完整的工艺体系,这是保证桥梁施工质量的根本要求。
1、定位。
弹线定位是为了确定植筋的具体位置,定位的准确性直接关系着桥梁施工的质量。
施工人员在弹线时必须按照标准的工艺操作,严格根据图纸要求弹线定位。
如:根据设计图的配筋位置及数量,错开原结构钢筋位置,标注出植筋位置。
2、钻孔。
普遍采用的钻孔方法是利用冲击钻钻孔,通常钻头直径应大于钢筋直径的3mm,钢筋采用标准的φ25钢筋,钻头选用φ30的合金钢钻头[4]。
钻孔过程要控制好钻井速度、钻进给量,保证钻头垂直钻井成孔。
完成钻孔后应及时洗孔处理,对孔内的残渣、粉粒及时清理干净。
3、注胶。
取一组强力植筋胶,装进套筒内,安置到专用手动注射器上,慢慢扣动板机,排出铂包口处较稀的胶液废弃不用,然后将螺旋混合嘴伸入孔底,如长度不够可用塑料管加长,然后扣动板机,板机孔动一次注射器后退一下,这样能排出孔内空气。
4、植筋。
在注胶前梁底模板就已支好,便于植筋后钢筋定位。
植筋前要把钢筋植入部分用钢丝刷反复刷,清除锈污,再用酒精或丙酮清洗。
钻孔内注完胶后,把经除锈处理过的钢筋立即放入孔口。
植筋时要注意钢筋间距的控制,如图2,通过植筋加固处理可显著改善桥梁结构的稳定性。
结论
总之,桥梁工程是现代交通运输的重点项目,对缓解社会交通压力有着重要的影响。
混凝土是桥梁工程建设的主要材料,控制混凝土裂缝是保证工程质量的前提条件。
施工单位不仅要采用先进的施工技术,还要对常见的混凝土裂缝病害进行处理与养护,采用植筋法可发挥钢筋材料的加固作用,确保桥梁工程的稳定性、牢固性。
【参考文献】
[1]苏丽娟.桥梁工程结构设计与材料运用分析[j].桥梁建筑技术,2010,18(3):22-23.
[2]马文平.混凝土材料配制比例对其使用性能的影响分析[j].工程力学,2010,30(17):34-37.
[3]傅超.植筋法在早期桥梁加固改造中的运用研究[j].东南大学学报,2010,28(4):33-35.
[4]魏俊志.裂缝病害对桥梁性能的影响及加固处理[j].安徽桥梁信息,2010,11(6):39-41.
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。