铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因及防治措施

周小祥

（中铁二十二局集团第二工程有限公司， 北京 100043）

1 工程概况

新建大同至张家口高速铁路河北段DZSG2015-1标段右线跨呼张正线特大桥位于河北省张家口市怀安县境内，大桥中心里程DK45+762.62，桥梁起讫里程改DK44+898.7-改DK46+626.56，桥梁全长1727.81延长米，起点位于柴沟堡镇郭家房村西侧，终点位于改DK46+626.56与跨京新高速他大桥相汇。全桥孔跨式样：单线15-24m简支梁，38-32m简支梁，1-（32+48+32）m单线连续梁，全桥长 1727.81m，共56跨。桥墩采用单线圆端形实体桥墩，最大墩高度24m。墩台基础设计为桩基础[1]。

2 铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因

2.1 荷载引起的裂缝

这种类型的裂纹通常是由外载荷的直接应力和二次应力引起的。造成这一问题的具体原因是桥墩结构设计不能有效地考虑计算与模型之间的关系。结果造成结构条件不合理，设计截面不足，钢筋布置存在问题。桥梁工程施工环节荷载引起的裂缝，在一定程度上是由于结构处理不当、未能严格按照图纸进行施工造成的裂缝; 或者是由于大型车辆过度滚动而产生的裂缝，或者是由于自然灾害导致[1]。

2.2 温度导致的裂缝

墩身混凝土施工时，由于整体结构不能使用隔震层等相对松弛的约束机制，导致大量混凝土体积非常容易受到大气和温度的影响，使其内部温度应力产生破坏。进而在最终造成裂缝的出现。

2.3 地基地质所导致的裂缝

这种类型的裂缝通常是由于地面的水平沉降和位移引起的，而上述问题的发生往往是由于桥梁工程前期存在着资料试验不足等方面的问题所导致

2.4 设计结构所导致的裂缝

在进行铁路桥墩混凝土相关工程设计时，如果没有充分考虑混凝土施工条件与图纸之间的差异，或者桥墩结构受力设置不当，或者缺乏安全系数，钢筋布置不科学会导致裂缝的发生。

3 提升铁路桥梁墩身混凝土裂缝控制质量的技术措施

3.1 铁路桥梁墩身混凝土的温度控制

铁路桥墩混凝土在浇筑过程中，所采用的大体积混凝土的内部温度会迅速升高，导致温差较大，为了保证浇筑过程中墩身混凝土的质量，相关施工人员可采用内框架外保温措施，采用冷却管降低混凝土内部温度,在采用薄壁钢管冷却管道，浇筑前应检查水质，检查是否存在堵漏问题，完成整个冷却工作时，则是应该在第一时间进行压浆封闭作业，从而确保混凝土的冷却质量。应该对混凝土外壁展开保温作业，由此实现对内外温差的有效把控，促使其处于不会开裂的区间，并且还应该重视混凝土外壁的湿度问题应该借助薄膜编织布等展开外部的包裹作业，防止混凝土由于自然条件的突然变化而出现裂缝[2]。

3.2 铁路桥梁墩身混凝土的材料控制

在整个工程里，材料为防止裂缝出现的根本所在，第一必须重视水泥的选用，桥梁墩身混凝土浇筑时，为保证调配出适宜的混凝土，应该从水泥用量上展开有效的把控，在降低水泥用量的同时尽可能的使用低热水泥，特别是能够使用一些硅酸盐水泥。第二为骨料的选用，造成混凝土裂缝出现的众多因素之中，遭受拉破坏的主要形式便为水泥和骨料连接面处的破坏，这也就意味着混凝土抗拉的具体情况往往受制于骨料和水泥的连接情况，所以必须要对骨料的直径情况、含沙量等设置明确的把控标准，由此从源头上强化混凝土的抗拉性能。第三为，应该减弱水灰比，如此能够极大的降低水化热，减少在进行浇筑后混凝土收缩情况，且强化混凝土和易性，降低由于配合比因素所造成的外观问题。

3.3 完善质量管理组织机构

建立和完善质量管理机构也是控制桥墩混凝土质量的重要措施。在组织过程中，要有相关制度和措施的支持，针对不同项目设立专门的质量管理部门，加强监理人员、设计人员和有关负责人之间的交流与合作。在质量管理机构内设计计量、质量检验、计划统计专业技术机构。建立健全质量责任制和奖惩制度，把桥梁工程项目施工质量与责任人的直接利益联系起来[3]。

3.4 冷却管降温和保温措施

灌注作业后，混凝土内部温度得到了快速提升，致使其与外界的温度差异变大。此时如果不对混凝土内外温度差异进行控制，就容易发生裂缝问题。为了有效规避上述问题，可以运用“内降外保”的方式处理[3]。“内降”是在混凝土内部设置一定比例的冷却管，通过内部水管水流动达到降温的目的。在此过程中要对混凝土芯部温度进行测量，如果此值和施工现场温度大致相似，可以停止水源供给。一般以薄壁钢管作为冷却管。为了增强降温的效果，层间距和横向距离需控制在 1m 以内。要加强对混凝土管的监管，对于存在堵塞的问题要及时疏通。对于体积较大的混凝土，可通过接长冷却管工艺、设计循环单元，使内部冷却管水流快速流动。对于测温管的运用，主要采取 PVC管或钢管。需对混凝土平面对称性进行确定，并且确定相应的观测点。为了增强测温的准确性，需要确保测温计在孔内停留时间大于3min。对于“外保”，主要是在混凝土上面布置土工布，防止表层温度快速蒸发，提高保温效果，减少与混凝土温度差异，进而提高混凝土的质量。

4 提升铁路桥梁墩身混凝土裂缝控制质量的管理措施

4.1 强化工程人员素质

桥梁加固工程里施工人员的整体水平为责任心为核心所在，会对桥梁墩身加固品质起到关键性的作用，因此在相关部门方面必须对这些员工予以足够的考核以及培训，在固定时间里展开专业性的技能培训，由此强化他们的实践能力，且要展开相应的考核作业，由此帮助他们获得行业中最为先进的技能，从而实现自身能力的提升，其次为必须构建健全的绩效机制，促使员工工作热情能够得以显著提升，这也就是说只有完成这些最基本的专业技能的培养方可以从根本层面上实现对品质的保障[4]。

4.2 合理制订施工方案

在工程施工时，必须要充分结合桥梁的实际状况，强化对图纸的审核工作，而且应该对施工方所使用的材料配合比展开总体上的控制，这样可以保障建设方的资金能够实现最优的配置，施工方还应该整理提供有关工程的数据，由此帮助施工人员能够对材料展开科学的研判，从而联系施工计划确定最好的采买计划，如此能够从根本上确保材料的品质[5]。

4.3 严格控制施工现场

在具体施工时，还有一个因素必须要予以足够的关注，那便是自然因素以及人为因素，这二者会对墩身工程施工造成较大的影响，由于铁路桥梁墩身工程为户外工程，必须长时间处于野外作业，这种情况下便非常容易受到自然因素的制约，所以工程责任人必须在第一时间掌握所在区域的环境变化状况，由此制定出满足条件变化的施工规划，在第一时间防止由于天气变化给工程带来的负面作用，积极构建施工管理办法，保障施工进度能够顺利进行，工程设备可以有序把控，材料能够科学堆放，构建出文明施工的规范，这对施工现场品质而言，能够起到根本性的决定作用。在进行施工时，往往会出现一些操作失误等造成的风险，如果发生了无法预估的状况，就整个施工现场而言，必须存在对应的解决策略，现场施工的现场管控问题，必须要保障人员能够处于充足的状态，如若工地中发生了员工受伤的情况或者是设施遭受损坏，则是可以在第一时间展开支援，由此保障员工的安全以及工程的有效展开。应该在场地的重要部位构建相应的警示牌，从而提醒施工人员能够在规定的标准展开作业，要确保施工人员佩戴相应的防护用具，这从本质上能够防止施工风险的出现[6]。

4.4 完善施工管理标准

为了能够最大化的保障施工质量，在施工方方面必须要对整个施工流程进行科学配置，展开流水化作业。将政府部门下发的相关规范当成标准去要求施工员，它能够保障整个施工进度得以有效进行，以及保障桥梁墩身的质量，由此促使施工标准化的意识能够深刻的印在所有的员工心中，所以必须强化员工的日常学习教育，应该在平时的工作中构建相应的管理课程，各个部门都应当完成好本部门的安全生产教育，对事故防范的安全意识、施工标准等方面展开相应的宣导，由此来确保整个工程的管理质量全方位的强化。在项目负责人方面，还应该对制度的执行展开有效的监控，对于一些不能和实际情况相符合的措施，应该在第一时间进行调整，由此保障制度的科学性[7]。

4.5 更新施工技术

为了全面推进桥墩混凝土施工，必须从根本上深化对传统桥梁施工技术和管理的改革，采用现代标准流水施工或可互换的施工模式，实现高效标准化施工生产，为桥梁混凝土的现代化施工应用奠定坚实的基础。现代设备的全面推广也是完善现代技术在建筑施工中应用的重要措施。先进的施工技术离不开现代化设备的帮助。为此，施工人员应合理利用现代施工技术，引进先进的施工设备，及时更新桥墩混凝土施工技术，不断提高我国桥梁施工水平。

5 结束语

混凝土是现代工程施工中的重要材料，但易出现裂缝病害，不仅影响整体观感，还会对结构物的承载力造成影响，随之出现钢筋锈蚀等问题，混凝土的碳化现象愈发明显，整体耐久性持续下降，无法为结构的正常使用提供保障，甚至对人员的安全造成威胁。基于此，必须在施工中做好质量控制工作，分析可能出现的裂缝并采取针对性防治措施，确保混凝土使用效果，为工程项目的持续运营创造稳定环境。。