铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因及防治措施

高亮

摘要：近年来，随着国家和地方政府在铁路桥梁工程上的投入日渐增多，铁路桥梁交通网络也逐步完善，给人们的出行带来了方便。桥梁墩身多以混凝土结构为主，由于混凝土结构施工的特殊性，墩身开裂极为常见，如果开裂问题得不到有效的预防与控制，墩身在桥梁中的作用将难以实现。因此，在交通事业稳步发展的过程中，工程企业当下需要重点关注铁路桥梁墩身混凝土开裂问题，并结合工程实际和结构要求，选择有效的开裂预防对策。

关键词：铁路桥梁;墩身;混凝土裂缝;成因;防治措施

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。

2桥梁墩身混凝土裂缝的主要特征

铁路桥梁墩身混凝土开裂主要呈现以下特征：（1）裂缝多表现为竖向延伸，裂缝长度与墩体高度相接近;（2）墩体中间裂缝的宽度较大，该裂缝在两端延伸处逐步变细且最终消失;（3）裂缝数量多，宽度小，多以宽度在0.3mm以下的裂缝为主，同时也存在一些宽度较大的裂缝;（4）墩身两端的裂缝分布较少，而更多的裂缝集中在墩身部位;（5）拆模以后墩体裂缝更容易发生，主要是由于气温快速降低，加剧了裂缝的形成，一段时间以后，裂缝的总体数量虽然逐步增多，但裂缝宽度却不会有明显的变化;（6）墩体四周有回填土时，裂缝表现更为明显，主要表现为横向剪切裂缝。

3铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因

3.1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。

3.2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。

4提升铁路桥梁墩身混凝土裂缝控制质量的技术措施

4.1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。

4.2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，第一必須重视水泥的选用，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。

4.3施工工艺控制

墩身混凝土的施工流程复杂，为了有效对混凝土裂缝加以控制，施工过程中应加强施工工艺控制：（1）适当降低混凝土入模温度，在混凝土搅拌作业进行时，添加一定的冷却水，实现搅拌温度控制，在混凝土浇筑作业中，科学控制浇筑温度。（2）进行墩身分层浇筑作业时，每层的浇筑厚度都应该保持在300mm以内，且要注意对浇筑速度的控制，当浇筑速度过快时，由于水泥水化热产生的热量难以及时散发，可能会引起混凝土裂缝。（3）做好混凝土的振捣作业，通过振捣工具的选择，振捣时间的控制，提高混凝土密实度，严禁振捣时的过振作业，否则，墩身外表面可能会由于混凝土离析而引起质量问题。振捣作业结束以后，在墩顶开展二次抹面作业，并及时覆盖，维持一段时间的养护。（4）对于墩身下部易出现开裂问题的部位，在处理时可以通过布设小间距、小直径的温度钢筋，来改善混凝土的抗裂性。

结论

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。。

参考文献：

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[2]周志刚.铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因及防治措施[J].工程技术研究，2020，5（13）：174-175.

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