探究公路桥梁混凝土结构的耐久性提升与养护办法

2023-01-12向柯强

建筑与装饰 2022年1期

向柯强

陕西建工机械施工集团有限公司陕西西安 710032

引言

近年来，随着我国城市化进程的持续推进，公路桥梁工程在连接区域交通以及促进区域经济增长方面所发挥的作用越来越明显。鉴于公路桥梁工程建设的重要性，人们对于公路桥梁工程安全性与耐久性运行问题予以了高度重视。结合以往的调查显示，我国部分桥梁存在耐久性应用问题。虽然政府相关部门每年都在桥梁技术改造方面投入了大量资金，但是由于传统公路桥梁设计荷载普遍偏低，再加上交通量日益增多的影响，导致我国危桥比例逐年升高。目前，为全面深化公路桥梁运行质量安全，相关工作人员主动从提高与改善桥梁耐久性方面进行统筹规划与合理部署。目的在于通过提高桥梁主体结构耐久性效果，延长公路桥梁使用寿命。同时，定期开展公路桥梁养护管理工作，保障公路桥梁顺畅运行。

1 公路桥梁耐久性设计问题分析

为助推我国桥梁建设事业深入发展，相关部门明确要求从事于桥梁工程建设工作的主体单位应该严格按照法律法规以及政策要求，对施工设计内容以及现场管理内容进行全方位部署与规划。其中，公路桥梁作为我国桥梁建设体系的重要内容，为避免出现主体结构质量不佳或者缺陷问题，相关工作人员需要对公路桥梁主体结构优化设计问题予以高度重视，尤其是耐久性设计问题。一般来说，耐久性基本上可以视为衡量公路桥梁运行质量安全以及使用寿命的重要指标[1]。

在设计过程中，工作人员需要通过借助一系列技术手段增强公路桥梁抵御能力，以减少外部环境带来的干扰影响。同时，也可以通过采取一系列控制技术如原材料控制、施工控制等方法，增强公路桥梁主体结构抵御能力。结合以往的设计经验来看，混凝土结构作为公路桥梁工程主体结构体系的重要内容，其的质量表现情况在一定程度上会对公路桥梁工程整体运行效果产生至关重要的影响。因此，设计人员及施工人员应该对公路桥梁混凝土耐久性设计与施工养护问题予以高度关注，减少施工隐患问题出现。

2 公路桥梁混凝土结构耐久性问题及提升方法分析

2.1 混凝土结构耐久性问题

混凝土结构耐久性主要是指在预定作用与预期维护条件下，结构及其相关部件可以在预定期限内始终保持建筑体最低性能要求而具备的一种表现能力。对于公路桥梁结构而言，混凝土耐久性可以理解为相对复杂的多因素综合问题。在耐久性设计与提升方法的确立方面，应该严格按照公路桥梁施工规范要求，对混凝土结构施工内容以及设计内容进行统筹规划与合理部署，以增强混凝土结构整体强度，减少质量缺陷问题出现概率[2]。

2.2 混凝土结构耐久性提升方法分析

2.2.1 原材料质量控制技术。混凝土原材料质量表现在一定程度上会对混凝土结构耐久性表现产生至关重要的结果。为保障混凝土原材料质量达标，建议施工人员应该对入场使用的如水泥、粗细骨料等原材料进行质量检测。其中，水泥材料应该优先选择低水化热的材料进行安全应用，以减少混凝土结构裂缝出现的可能。如果环境温度相对偏低，且混凝土混合物温度无法满足要求时，建议施工人员可利用加水法进行处理。需要注意的是，如果单纯用热水无法达到要求，可进行加温处理。并按照相关计算法则确定加热温度，一般来说，当采用强度等级不大于52.5的普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥时，水最高温度80℃，当采用强度等级等于或大于52.5的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥时，水最高温度60℃。

混凝土拌和期间，施工人员可利用自动计量加料系统实现强制搅拌过程。通常情况下，搅拌时间可控制在2min之内，避免出现质量缺陷问题。施工人员可按照浇筑工艺及配合比设计要求，合理控制钢筋混凝土坍落度。对于冬期混凝土施工作业而言，为保障进入混凝土温度可以满足施工条件，施工人员可在搅拌之前做好热计算处理，并按照搅拌试验原则，合理确定预热水温[3]。

混凝土浇筑期间，施工人员应该按照分层浇筑原则实现混凝土浇筑过程的严格控制。其中，在分层厚度的确定上，施工人员可根据搅拌能力以及浇筑速度进行合理确定。同时，也可以按照振动性能以及结构要求进行合理确定。结合以往的施工经验来看，混凝土浇筑层厚度可控制在20cm～30cm之间。对于预成型梁混凝土浇筑层厚度控制工作而言，建议施工人员可将厚度控制在20cm及以上。在混凝土浇筑的过程中，建议施工人员应该严格规范分层振捣的高度和振捣的时间，避免出现混凝土气泡未排出而影响混凝土质量的问题。

2.2.2 钢筋构造与布置技术。高速公路混凝土桥梁构件外形与结构很容易受到环境因素的影响，而出现侵蚀或者其他质量缺陷问题。一旦出现质量缺陷问题，很容易会对公路桥梁混凝土结构耐久性能造成不利影响。因此为及时规避这类问题，建议设计人员应该对钢筋构造与布置内容进行统筹规划与合理部署。

对于混凝土构件受到外界环境影响如雨水而发生顶面倾斜问题时，设计人员可充分考虑结构变形以及预应力仰拱对排水带来的不良影响。并提前在方案上提出针对性应对措施，减少积水带来的侵蚀影响。与此同时，可考虑在桥梁上设置专用排水系统，目的在于及时阻断雨水传播途径，避免直接排放到下部混凝土构件表面。需要注意的是，在施工缝以及伸缩缝等连接缝的设置上，应该结合环境条件进行合理设置[4]。

除此之外，在钢筋布置方面也应该加强注意。一般来说，如果钢筋布置过于密集，混凝土浇筑以及振动都会面临较多困难。针对于此，现场施工人员应该对钢筋布置问题予以高度关注，避免过密或者稀疏。或者也可以利用直径较大的钢筋，通过减少钢层数以及根数，保障混凝土浇筑质量效果。必要时，也可以通过重新调整混凝土配合比中骨料的最大粒径，使得最大粒径不大于最小钢筋净距的1/2，重新优化混凝土配合比，同时确定科学合理的施工工艺，从而保障钢筋过密区混凝土的浇筑。

2.2.3 防水设计技术。为保障公路桥梁混凝土结构不受雨水侵蚀引发结构损坏问题，在前期设计过程中，必须对排水保障工作予以高度重视。其中，防水层的设计不应该只局限于梁结构，还应该体现在盖板梁、墩柱等重要部件的防水设计当中。对于隔离带边缘等特殊位置而言，设计人员应该注重防水层的连续性。

在排水设计方面，所设计的排水设施必须保障，可以在短时间内将水迅速集中排出。而为实现这一设计目标，设计人员可在平台盖梁上表面设置坡道以及排水沟，及时清除平台表面积水。与此同时，排水沟必须坚固，可抵抗普通化学品腐蚀影响。若存在漏水现象，应设置其他出口，避免水在箱形梁以及空心板等位置上出现积聚。

在防水设计方面，设计人员应该对桥面防水保护工作予以高度重视，可通过采取结构表面处理或者结构措施实现高效防水过程。一方面，桥梁防水层铺装应优先选择防渗性能较好、耐高低温性能的材料进行安全应用；另一方面，施工人员应规范操作，按照科学合理的方法进行水泥混凝土桥面施工，保障结构无损伤性。此外，水泥混凝土桥面抗开裂效果必须满足规定要求之后才可以进行使用。

3 公路桥梁混凝土结构养护问题及方法分析

部分施工单位对于公路桥梁混凝土结构养护工作存在落实不到位或者责任意识不强的问题，导致混凝土结构在应用一段时间之后出现开裂或者其他质量缺陷问题，严重影响公路桥梁耐久性使用效果以及寿命。为进一步加强对公路桥梁混凝土结构的养护管理，建议相关工作人员可以从以下几个方面实现安全养护过程：

一方面，现场施工人员可搭设暖棚支架，做好养护管理工作。其中，施工人员所搭建的暖棚内部应该设置加热器。在施工期间，可将加热器启动温度设置为5℃，停止温度为10℃。涂上保湿层之后，不需要洒水处理。当表面温度超过15℃时，施工人员可定期喷水，并检查混凝土内外温度变化。避免受到温度应力影响，导致混凝土表面出现失水或者干裂现象。

另一方面，混凝土拆模之后，施工人员应该做好养护管理工作。拆模之前，应该及时关闭加热器，降低混凝土内部温度，防止混凝土内外温差过大。拆除卸模具之后，施工人员应立即用塑料薄膜进行包裹并用棉被覆盖，养护不少于2周。

除此之外，公路桥梁伸缩缝始终是困扰公路桥梁施工与养护管理工作的难点问题。因桥梁伸缩缝长期暴露于空气环境当中，是桥梁结构中难以修复的部位。为进一步加强对桥梁伸缩性构造问题的养护管理，建议设计人员可提前对所有伸缩缝进行排水系统设置工作，目的在于防止桥梁结构表面以及桥台出现腐蚀问题。

4 相关建议

为保障公路桥梁混凝土结构得以安全稳定运行，减少混凝土裂缝以及其他质量缺陷问题，建议参建单位方面应该对公路桥梁混凝土结构耐久性设计以及管理问题予以了高度重视。除了可以按照上述方法提升混凝土结构耐久性能之外，建议参建单位方面可以从以下几点实现对公路桥梁混凝土结构耐久性问题的优化改进。

4.1 高度重视耐久性设计问题

设计基本上可以视为保障混凝土结构耐久性能稳定提升的重要步骤。唯有措施适当，才能够保障结构使用年限合理。针对于此，参建单位方面应该适当增强设计人员结构耐久性意识。要求设计人员应该根据不同使用环境以及不同功能表现，选择合适的耐久性措施进行应用实践。对于混凝土结构耐久性设计工作而言，设计人员可通过增大钢筋保护层厚度或者优化结构配筋等方法进行实现。与此同时，参建单位方面可通过提升材料品质，达到提升耐久性设计水平的目的。其中，对于砂石料以及外加剂的应用问题应该严格把关，保障原材料品质达标。在此基础上，适当优化混凝土配合比设计，通过不断减小混凝土孔隙率，保障混凝土密实度得以全面提升。

4.2 贯彻落实施工管理措施

高质量开展施工管理工作，基本上可以视为保障公路桥梁混凝土结构耐久性能提升的重要因素。在施工管理期间，管理人员应该严格规范现场施工人员的操作行为，对于混凝土浇筑以及振捣、养护等关键环节，必须加强监督管理力度。监管过程中，如果发现施工现场存在质量缺陷问题，管理人员应该根据缺陷问题表现以及形成原因，采取针对性措施加以处理。

与此同时，完成关键步骤之后，管理人员应该对使用阶段的养护与管理工作予以高度重视，可按照定期养护管理原则加强对混凝土结构的修复与加固处理，遏制病害问题出现。举例而言，为保障公路桥梁混凝土结构耐久性能得以全面增强，相关人员可根据工程实际特点，选择合适的养护方式进行实践应用。一般来说，相关人员可采用洒水覆膜养护方式进行处理。其中，在养护时间的确立上，应该超过一周。对于养护期间所发现的质量缺陷问题，建议相关人员可采取针对性修复手段进行处理。需要注意的是，在修复处理之前，相关人员相关人可提前清理混凝土裂缝表面灰尘，以保障修复效果。