重庆綦发城市建设发展2023年债权资产

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政信知识：

如何采取一定的设计和施工措施来克服和控制大的裂缝产生，是每一个工程技术人员应该深入探讨的课题

    本文结合对混凝土桥梁裂缝产生的原因分析，提出了混凝土桥梁裂缝的防治措施，以达到防范于未然的作用

     　　关键词: 桥梁, 混凝土, 裂缝处理, 施工控制 　　0 引言 　　近年来，我国交通基础建设飞速发展，混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易风化等特点也广泛的应用于桥梁建设中

    但是混凝土抗拉能力差，容易开裂，在桥梁建造和使用过程中，常常会出现裂缝现象，以至影响工程质量甚至导致桥梁垮塌

    所以我们必须对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因有所了解，以方便设计、施工并找出控制裂缝的可行性方法，达到防范于未然的作用

    随着现代桥梁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，桥梁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、监理部门及施工企业要解决的重点问题

     　　1 桥梁混凝土裂缝分析 　　裂缝可分为结构性裂缝及非结构性裂缝两大类型

    其中结构性裂缝可分为设计结构性裂缝及施工结构性裂缝; 非结构性裂缝可分为塑性裂缝、温差裂缝、长期干裂缝、龟裂缝及其它侵害性裂缝

     　　1.1 结构性裂缝的形成原因 　　设计结构裂缝是指设计时采用的结构型式在荷载作用下必然会产生的裂缝，如非预应力的预制梁板及非预应力现浇连续箱梁等

    虽然在施工时针对这种形式设置了预拱，但在荷载作用下，预拱后梁底抗拉区的砼最终还是要开裂的

    非预应力现浇箱梁还在梁顶负弯矩区产生裂缝

    这种裂缝是正常的、安全的，但裂缝的宽度应小于0.20mm或设计规定的范围，若超过这个范围，那么裂缝就不正常了，就需要对其成因及安全性作进一步分析和鉴定

     　　施工结构性裂缝是指由于施工原因造成的结构性裂缝，如预应力结构的张拉裂缝，普通钢筋砼连续箱梁支架拆除过程中产生的裂缝等等

    预应力结构的张拉裂缝一般是由于锚垫板位置没按设计位置布置、锚垫板后螺旋盘没有顶牢锚垫板、锚垫板砼不密实或砼强度未达到设计或规范规定的张拉强度时进行张拉等原因造成的; 普通钢筋砼连续箱梁拆架过程中产生的裂缝是由于落架顺序不当或落架时间过长引起的，因为一联箱梁落架不可能在瞬间完成，有一个从简支梁到连续梁的受力体系以接近设计受力体系的方式进行转换，那么连续梁的负弯矩区在简支过程中梁底是肯定要产生横向裂缝的

     　　1.2 非结构性裂缝的形成原因 　　1.2.1 塑性裂缝 　　塑性收缩发生在施工过程中，混凝土浇筑后四到五小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现沁水和水分蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化称为塑性收缩

    塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右

    在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡便形成沿钢筋方向的裂缝

    在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板分接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝

    为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑

     　　1.2.2 温差裂缝 　　温差裂缝，即由于混凝土自体的温度变化及混凝土自体温度与环境温度的差异使混凝土自体收缩不均而产生的裂缝

    由于早期混凝土构件被模板等材料隔离，水泥水化所产生的热量无法及时散发到空气中，故在初始24h 内混凝土温度将升高，过几天后随着热量的散发混凝土将变冷，此时混凝土会产生收缩，这种收缩受结构内部钢筋及外部模板等约束会使混凝土开裂; 当砼冬季施工时，由于砼散热快，其内部温度较高，而表面温度受环境影响变得较低，表面砼的收缩率大于砼内部的收缩率，从而使表面砼产生裂缝

     　　1.2.3 长期干缩裂缝 　　长期干缩裂缝，即混凝土长期暴露于不饱和的空气中由于物理的、化学的失水使砼体积缩小，当缩小受到约束时产生的裂缝

    通常来讲，干缩指混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，温度逐步降低，混凝土体积减小

    因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩变形，受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力

     　　1.2.4 龟裂缝 　　龟裂缝，即砼表面形状不规则的微细裂纹

    它的产生一般是由于相对温度低、模板的渗透性低、砼中水泥用量过大等原因造成的

    侵害性裂缝是由于有害的化学反应、混凝土中的钢筋生锈等原因造成的

     　　2 桥梁混凝土裂缝的施工防治措施 　　2.1 材料的控制 　　施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工的施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行，对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等) 都应进行严格的抽样检验

    对混凝土配合比应进行对比试验，在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验,及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量

     　　2.2 温度的控制 　　2.2.1 改善骨料级配，采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量:拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度; 热天浇筑混凝土时减少浇筑硬度，利用浇筑层面散热; 在混凝土中埋设水管，通入冷水降温; 规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化; 施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施

     　　2.2.2 合理地分缝分块，避免基础过大起伏; 合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露

    另外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面干缩

    特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要

    应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的

    因此施工中应以预防其贯穿性裂缝的发生为主

     　　2.3 防止施工工艺质量低劣引发的裂缝 　　在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，容易产生各种裂缝，裂缝的宽度因产生的原因而异

    比较常见的有: 　　( 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

     　　( 2) 混凝土应严格按配合比计量投料，拌和时间不应小于1～2min，使和易性好，不离析，不析水，运输时间短，浇注时分层浇注，分层厚度不应大于30cm

    振捣时应让振捣棒插入前层5～10cm，振捣时间为1min 左右，直至排出气泡为止

     　　( 3) 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

     　　( 4) 混凝土运输是混凝土施工过程中的一道工序，工具保证不渗露，不析水避免日晒雨淋，在运输过程中，混凝土不能离析，运输时间不应大于30min，在高温下运输应及时检测混凝土坍落度，以确保由于蒸发而造成的水分损失，并及时调整坍落度

     　　( 5) 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

     　　( 6) 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

     　　( 7) 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

     　　( 8) 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

    以上问题在施工中应加以注意，可以避免裂缝的发生

     　　3 结束语 　　在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的报道屡见不鲜，混凝土开裂经常困扰着桥梁工程技术人员

    为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝

    因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计，施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础

     市场工程施工发展中应用碳纤维加固技术，也获得了较多的实践发展机会

    如何有效应用碳纤维加固技术，并且确保基础施工技术应用质量的合格性，成为当前市政工程施工发展中主要面临的问题

    文章针对当前碳纤维加固技术在市政工程领域中的应用，进行简要的分析研究，以期能为相关工程项目施工中碳纤维加固技术的应用提供参考

     关键词：碳纤维加固技术；市政工程；技术要点；应用分析 碳纤维加固技术在我国的最初的标准规范出台于2003年，《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS146-003）

    后期随着相关应用技术的逐步成熟化和规范化，碳纤维加固技术的应用范围也逐步扩展至市政工程以及其他基建工程领域的应用中

     1碳纤维加固技术的应用现状 从当前市政工程的施工发展现状方面分析，碳纤维加固技术在实际应用中，涉及的应用范围广，涉及的应用项目领域多

    实际发展中主要应用于道路桥梁加固、隧道加固、河堤以及地下管线工程的加固作业中

    碳纤维加固技术在实际应用中由于具备施工兼容性强、施工成本低、耐腐蚀性强等优势，因此在实际应用中也获得了广泛的认可

    同时分析碳纤维加固技术的应用，对于项目工程中的维护成本控制以及整体技术的实际应用质量提升发挥了重要的作用

     2碳纤维加固技术的应用特点 碳纤维加固技术在市政工程的应用中，宏观分析整体的技术应用特点，主要表现为适应性强、抗拉强度高、轻质化的特点

    实际施工作业中，对于工程的施工质量提升以及工程施工中的安全性保障，奠定了良好的基础

    笔者针对上述碳纤维加固技术的应用特点以及具体发挥的作用，进行简要的分析研究

     2.1适应性强 从当前碳纤维加固技术的实际应用现状方面分析，适应性强为技术应用中的主要特点

    其中分析适应性强的应用特点，主要表现为碳纤维加固技术在实际应用中，能够适用于各类不规则的加固位置以及不同类型的加固点，且均能发挥较好的加固效果

    其中在桥梁工程加固中的应用，可通过粘贴在梁体顶面或底板的方式，提升桥梁梁体的刚度及强度（见图1）

    另外，在桥梁腹板节点进行缠绕碳纤维材料，也能一定程度上提升桥梁的抗震性能，对于桥梁工程的应用安全性以及应用寿命提升发挥了重要的作用

    同时，碳纤维加固技术也普遍应用于道路、隧道、水利工程、港口、工厂厂房等基建工程的加固应用中，整体分析碳纤维加固技术在实际应用中的适应性强

     2.2抗拉强度高 市政工程在实施加固技术操作中，主要的技术要求之一即抗拉强度高

    实际施工作业中良好的抗拉强度，对于加固技术实施的有效性保障以及工程后期的应用安全性和稳定性提升发挥了重要的作用

    其中分析碳纤维加固技术，则具备较高的抗拉强度

    实际应用中碳纤维材料的抗拉强度，约为同等截面钢材强度的7～10倍

    同时碳纤维材料在实际应用中，还具备较强的剪切度，具体在加固作业的实际应用中体现为材料的柔性较强，实际施工中可在任意平面、不规则面进行曲折施工应用，且不受工程长度范围的影响适应性极强

     2.3轻质化 基建工程施工中材料的重量，对于工程的施工进度、安全性影响重大，从当前碳纤维加固技术的实际应用现状方面分析，轻质化为技术应用中的主要特点

    实际应用中碳纤维材料的密度为普通钢材的四分之一，同时碳纤维材料的耐久性好，实际应用中能够有效抵抗化学腐蚀以及气候变化对材料质量产生的冲击现象，确保了加固技术应用的有效性和安全性

     3碳纤维加固技术在市政工程领域中的主要应用技术及注意事项 3.1增大截面法 碳纤维加固技术在实际施工应用中增大截面法，为工程施工中常用的一种加固方法，增大截面法在施工中主要针对同一种施工材料，通过增大构件截面积的方式，提高工程中的构件承载力，最终达到提升结构刚度，加强工程结构稳定性的目的

    实际应用中增大截面法的应用范围较广，但施工中存在的施工周期长，同时因截面增大的原因，对于施工区域中的空间环境应用率也产生了一定的影响

     3.2外包钢加固法 外包钢加固法在实际应用中区别于增加构件截面的施工，其在施工中主要通过在加固区域外部，直接通过型钢包裹两角或四角的方式进行加固作业

    其技术在实际施工应用中，不对结构构件产生作用力，主要通过外部加固的形式，全面提升结构工程的结构质量和结构应力，主要适用于柱体、梁体、砌筑墙体等工程的加固中

    该工艺技术的施工程序操作简单，施工周期短，结构加固效果显著，但施工成本较高

     3.3预应力加固法 预应力加固法在实际施工应用中，主要基于加固构件之上，增加安装预应力拉杆或撑杆的方式，以共同受力方式提升结构稳定性的基础加固工艺技术

    同时分析预应力加固法，也为碳纤维加固技术实施中施工难度最大的一种工艺技术

    施工前期应预先进行技术设计的模拟测试以及相关施工设备的检修维护，确保工艺技术在实施中的安全性和稳定性，减少因施工工艺技术设计不合格造成的安全性问题和返工现象

    另外，从技术的实际用途方面分析，预应力加固法主要适用于大跨度桥梁工程以及传统加固方法应用中加固效果不明显的工程结构中

    此外，预应力加固法在实际施工中，对于工程施工人员以及工艺施工设备的要求较高，施工中的节点控制项目也较多

     4案例分析 某市政路桥工程中立交桥加固项目，该立交桥为底部桥墩为圆柱形桥墩和T型墩，荷载设计为5.0kN/m3，梁体为钢筋混凝土现浇梁体

    在加固工艺技术的实施中，主要针对梁体、柱体结构进行加固处理，施工要求：不破坏原有结构，不过大增加结构重量，不影响外观性能

    另外，在具体实施加固技术之前，应进行桥梁梁体的支护和卸载操作，以保障工程施工中的安全新和稳定性

    （1）施工基础的清洁及维护处理

    针对施工面的散、松、掉落碎块，局部腐蚀区域进行处理，确保基础施工面质量的合格性，直至清理露出结构稳定的混凝土层面

    清洁作业完成后，进行混凝土结构层面的保护性施工，主要通过应用M45的环氧树脂砂浆，进行裸露面的浇筑和封闭处理，浇筑厚度应控制在15ram

    浇筑完成后，通过打磨机进行浇筑面的打磨操作，确保浇筑面质量的光滑度

    另外，在转角区域应打磨至圆弧状，且打磨圆弧半径应大于等于20mm，以确保后期施工中基础面与施工材料的融合效果

    （2）底层养护施工

    打磨结束后再次进行清洁作业，确保基础施工面无污迹，实际施工中主要采用底层树脂进行涂抹和养护，均匀涂抹完毕之后等待树脂完全干燥之后，再进行下一道工序

    （3）水平作业

    针对前期施工面中存在的不平整现象，进行全面的找平操作，确保基础面的平整度

    （4）碳纤维片材粘贴作业

    碳纤维片材粘贴作业在施工中，首先采用预置的特殊树脂材料涂抹与施工面上，涂刷完成后进行碳纤维片材的粘贴

    一层粘贴结束，从碳纤维片材的粘贴方向，结合橡胶棒进行滚动操作，排出胶粘剂中存在的气泡，滚压作业操作中应严格控制滚压质量，避免滚压操作造成的碳纤维片材损伤

    如为多层作业，则可通过重复第一层粘贴工艺技术，完成最终的碳纤维加固技术

    加固技术完成后，根据车载试验以及立交桥的荷载试验后，其加固效果符合预期设计目标，技术应用合格

     5结束语 当前碳纤维加固技术在市政工程领域中的应用项目较多，涉及的工程类型也较多

    其技术在实际应用中具备施工工艺技术成熟，造价成本可选性高，工艺技术类型多的优点

    另外，从工艺技术的实施现状方面分析，后期在其工艺技术的实际施工中，施工人员应重视工程施工之前的设备检修维护，施工中的基础面清洁、维护，以及施工中工艺技术的模拟测试，确保工艺技术实施质量的合格性和有效性

     参考文献： 【1】孙其茂.碳纤维加固技术在烂尾楼续建中的应用【J】.福建建设科技,2017(2):23-24. 【2】徐建腾.碳纤维加固技术在市政工程中的应用探析【J】.建筑遗产,2013(23):148. 【3】舒国忠.碳纤维加固技术在市政工程领域的应用【J】.中国市政工程,2009(1):48-49+82. 【4】刘明.碳纤维加固技术在桥梁加固工程中的应用【J】.住宅与房地产,2017(35):198. 【5】孙红超.碳纤维加固技术在桥梁加固工程中的应用【J】.交通世界,2017(28):134-135+145. 【6】董晓农,李萌,孙志恒,等.预应力钢筒混凝土管内壁复式碳纤维加固试验与计算分析【J】.水利学报,2019(6):780-786. 【7】郭建明,于春义,解咏平,等.碳纤维加固单层双跨混凝土框架结构抗震性能试验研究【J】.建筑结构,2019,49(S1):618-621. 【8】颜夏虹.桥梁养护中的碳纤维加固补强施工技术【J】.黑龙江交通科技,2019,37(4):150+152. 【9】高文.桥梁加固施工中的碳纤维加固技术分析与研究【J】.甘肃科技纵横,2017(2):156-157.

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