桥梁混凝土耐久性设计

2018-03-29

四川水泥 2018年8期

（山东省交通科学研究院，山东济南 250014）

0 引言

桥梁工程中混凝土区别一般的公路工程中的混凝土的防渗、耐久性、抗冲刷等特殊性，如果混凝土材料综合性能无法满足施工需要，就会引起渗漏甚至洪涝灾害。提高混凝土的稳定性，确保其安全和质量是混凝土技术在桥梁工程施工中应用的条件和前提。为此，在桥梁工程施工时，需要进行混凝土检测试验，开展生产质量检测工作，从根本上为人民的生命财产安全提供了保障。

1 关于桥梁施工中混凝土裂缝的类型及产生的原因

1.1 桥梁混凝土结构施工人员操作不当导致

桥梁混凝土结构出现质量上的问题，很大一部分是由于在施工过程中，具体的一线施工人员没有严格遵循公路与桥梁混凝土结构施工规范要求的的材料配比率进行混凝土的搅拌，所以会使桥梁混凝土结构在使用过程中技术指标不达标、承重性能变差、材质变脆、抵抗应力能力下降从而出现裂缝。

1.2 从裂缝的成因来划分

（1）结构性裂缝的成因

我们所说的结构性裂缝的发生，其主要影响因素的是由于受到过重的荷载影响导致的，出现这种裂缝，是因为桥梁设计阶段和施工过程中的施工方法存在偏差，承载能力较弱。

荷载引起的裂缝体现在以下两个方面：

①直接应力裂缝，在桥梁工程混凝土结构承受自身能力以外的荷载时，就会发生直接裂缝；②次应力裂缝，由外部荷载的次应力作用引起的。受到外部荷载的作用，设计应力与实际情况或多或少会存在一定差距，引起次应力的产生，使得桥梁发生裂缝；除此之外，进行桥梁凿槽、开洞等作业操作的时候，多是凭借经验对钢筋的受力情况进行设置，此时容易发生的情况是受力构件挖孔后出现应力集中情况导致结构性裂缝出现。

另外，地基底部结构发生形变也会引起结构裂缝，当地基出现形变，就会引起不均匀沉降现象和水平位移情况的发生，导致混凝土结构的实际抗拉能力无法满足应力实际需要，导致裂缝情况的发生。

（2）非结构性裂缝的成因

我们所说的非结构性裂缝主要是因为周围温度不稳定和混凝土自身发生收缩变形所导致的。对桥梁工程混凝土结构进行施工操作的过程中，对于材料的配置、振捣浇筑的后期养护等，都有可能发生非结构性裂缝的情况。

因为混凝土自身在收到外部环境的作用下，会出现热胀冷缩的物理反应，如果混凝土的形变情况受到约束，结构应力超出自身抗拉性的时候，温度裂缝便由此产生。所以，对桥梁工程混凝土结构施工过程中，需要严格把控好受到日照、水热化和冬季施工等因素的影响。

所谓的收缩性裂缝，在混凝土施工过程中较为常见，引起收缩裂缝的主要因素包括水泥品种、骨料品种、水灰比及混凝土的振捣时间等。另外，如果在施工中发生刚进生锈、冻胀、选择的施工材料不符合不标准要求、施工技术存在偏差等，同样会导致非结构性混凝土裂缝的产生。

1.3 对细节重视力度不够

对桥梁施工项目进行设计的时候，设计要素会收到很多因素的影响作用，要求设计工作者全方位、多角度考虑问题的影响要素，把控细节，提升质量意识和安全性能要点的把控。但是，现阶段很多参与到桥梁项目建设的人员没有注意对细节要点的控制，也没有及时学习先进的管理技术和理念，导致管理方法落后。除此之外，因为桥梁经常发生超荷载情况，导致交通事故发生率显著增多，也会对桥梁耐久性造成影响

2 桥梁混凝土耐久性设计要点

2.1 前期准备工作的注意事项

在桥梁工程建设过程中，混凝土面层施工质量直接影响着整体工程质量，所以要在施工前期做好各项准备，在采用混凝土面层技术之前，需要对桥梁工程施工进行现场考察，例如施工环境、现场质地等等，在制定施工方案时要与实地勘察结果相结合，从而保证方案的合理性，大幅度提升桥梁质量。另外，在混凝土面层施工建设中需要注意以下方面：第一，合理的选择所需要应用的材料，并且对材料质量进行严格把控，将混凝土进行合理配比，从而使混凝土的强度得以保证；第二，确定混凝土配比之后，要进行样品实验，二次测试混凝土材料的水准点，从而保证混凝土的精度，使其能够达到施工所需要求；第三，定时检测混凝土施工器械，保证机器能够正常运行；第四，要对桥面施工质量进行检测，为了避免施工过程中出现误差，要保证混凝土的质量，另外要在混凝土施工段中选取试验检测路段，检测距离外 250米，同时把控好混凝土面层的摊铺系数和摊铺速度，减小误差。

2.2 裂缝控制策略

（1）结构性裂缝的预防措施

进行桥梁混凝土结构作业过程中，想要控制好结构性裂缝的出现，需要与施工现场的实际情况进行有效结构，利用新技术新方法，建造计算模型，对施工材料的使用和放置进行严格要求，对混凝土有关的工序在操作过程中，必须按照施工标准要求严格执行，强化混凝土现场施工管理，防止出现超荷载情况，避免荷载过大引起裂缝情况的出现。

（2）非结构性裂缝的预防措施

在桥梁混凝土施工过程中，必须严格把控对于混凝土的浇筑方法，掌握好时间和速度。在炎热的夏季展开施工操作，需要做好按时洒水工作，对混凝土进行降温；在寒冷冬季展开施工操作，则需要做好相应的保温工作，防止因为温差过大所引起的裂缝情况，此外，还需要不断强化混凝土的养护工作，避免发生收缩裂缝，不断提升桥梁混凝土结构的耐久性。

2.3 严格控制施工中混凝土的温度

在极端天气情况下，不宜进行混凝土结构的施工工作。（1）人在极寒或者酷暑天气下的工作效率会显著降低，施工人员的工作效率下降必然会对工程质量好坏产生影响。此外，在极端天气情况下，周围环境温度与混凝土结构内部温度温差过大，很容易产生过大的拉压应力，从而在拉应力的作用下混凝土出现大面积的开裂。（2）不但要对周围的施工环境温度做出要求，同时也要在施工的过程当中及时的对混凝土结构进行实时的温度监控。当出现温度变化较大，或者环境温度改变较为迅速时，及时的采取措施进行处理，必要时可以采用保温设备进行温度控制。此外，在拆除模板的过程中也要避免内外温度的差异过大。

2.4 健全混凝土现场养生制度和做好试块的留置工作

现场混凝土养生直接关系到构造物实体强度，健全混凝土养生制度就是为了保障现场构造物实体能有效获得混凝土应有强度，让混凝土达到应有等级，发挥混凝土应有的能力。对于外露部位，根据不同的气候条件，可以选择晒水养生、养生膜包裹保湿养生、土工布覆盖保温养生等诸多方法，在气温合适的雨季也可以直接利用雨水养生。但高温季节和低温季节的混凝土养生，应制订有针对性的养生制度和措施，以确保结构物的混凝土物理性能不受损伤。