鐵路橋梁墩身混凝土裂縫成因及防治措施

高亮

摘要：近年來，隨著國家和地方政府在鐵路橋梁工程上的投入日漸增多，鐵路橋梁交通網絡也逐步完善，給人們的出行帶來了方便。橋梁墩身多以混凝土結構為主，由于混凝土結構施工的特殊性，墩身開裂極為常見，如果開裂問題得不到有效的預防與控制，墩身在橋梁中的作用將難以實現。因此，在交通事業穩步發展的過程中，工程企業當下需要重點關注鐵路橋梁墩身混凝土開裂問題，并結合工程實際和結構要求，選擇有效的開裂預防對策。

關鍵詞：鐵路橋梁;墩身;混凝土裂縫;成因;防治措施

1工程概況

新建大同至張家口高速鐵路河北段DZSG2015-1標段右線跨呼張正線特大橋位于河北省張家口市懷安縣境內，大橋中心里程DK45+762.62，橋梁起訖里程改DK44+898.7-改DK46+626.56，橋梁全長1727.81延長米，起點位于柴溝堡鎮郭家房村西側，終點位于改DK46+626.56與跨京新高速他大橋相匯。全橋孔跨式樣：單線15-24m簡支梁，38-32m簡支梁，1-（32+48+32）m單線連續梁，全橋長1727.81m，共56跨。橋墩采用單線圓端形實體橋墩，最大墩高度24m。墩臺基礎設計為樁基礎。

2橋梁墩身混凝土裂縫的主要特征

鐵路橋梁墩身混凝土開裂主要呈現以下特征：（1）裂縫多表現為豎向延伸，裂縫長度與墩體高度相接近;（2）墩體中間裂縫的寬度較大，該裂縫在兩端延伸處逐步變細且最終消失;（3）裂縫數量多，寬度小，多以寬度在0.3mm以下的裂縫為主，同時也存在一些寬度較大的裂縫;（4）墩身兩端的裂縫分布較少，而更多的裂縫集中在墩身部位;（5）拆模以后墩體裂縫更容易發生，主要是由于氣溫快速降低，加劇了裂縫的形成，一段時間以后，裂縫的總體數量雖然逐步增多，但裂縫寬度卻不會有明顯的變化;（6）墩體四周有回填土時，裂縫表現更為明顯，主要表現為橫向剪切裂縫。

3鐵路橋梁墩身混凝土裂縫成因

3.1荷載引起的裂縫

這種類型的裂紋通常是由外載荷的直接應力和二次應力引起的。造成這一問題的具體原因是橋墩結構設計不能有效地考慮計算與模型之間的關系。結果造成結構條件不合理，設計截面不足，鋼筋布置存在問題。橋梁工程施工環節荷載引起的裂縫，在一定程度上是由于結構處理不當、未能嚴格按照圖紙進行施工造成的裂縫;或者是由于大型車輛過度滾動而產生的裂縫，或者是由于自然災害導致。

3.2溫度導致的裂縫

墩身混凝土施工時，由于整體結構不能使用隔震層等相對松弛的約束機制，導致大量混凝土體積非常容易受到大氣和溫度的影響，使其內部溫度應力產生破壞。進而在最終造成裂縫的出現。

4提升鐵路橋梁墩身混凝土裂縫控制質量的技術措施

4.1鐵路橋梁墩身混凝土的溫度控制

鐵路橋墩混凝土在澆筑過程中，所采用的大體積混凝土的內部溫度會迅速升高，導致溫差較大，為了保證澆筑過程中墩身混凝土的質量，相關施工人員可采用內框架外保溫措施，采用冷卻管降低混凝土內部溫度，在采用薄壁鋼管冷卻管道，澆筑前應檢查水質，檢查是否存在堵漏問題，完成整個冷卻工作時，則是應該在第一時間進行壓漿封閉作業，從而確保混凝土的冷卻質量。應該對混凝土外壁展開保溫作業，由此實現對內外溫差的有效把控，促使其處于不會開裂的區間，并且還應該重視混凝土外壁的濕度問題應該借助薄膜編織布等展開外部的包裹作業，防止混凝土由于自然條件的突然變化而出現裂縫。

4.2鐵路橋梁墩身混凝土的材料控制

在整個工程里，材料為防止裂縫出現的根本所在，第一必須重視水泥的選用，橋梁墩身混凝土澆筑時，為保證調配出適宜的混凝土，應該從水泥用量上展開有效的把控，在降低水泥用量的同時盡可能的使用低熱水泥，特別是能夠使用一些硅酸鹽水泥。第二為骨料的選用，造成混凝土裂縫出現的眾多因素之中，遭受拉破壞的主要形式便為水泥和骨料連接面處的破壞，這也就意味著混凝土抗拉的具體情況往往受制于骨料和水泥的連接情況，所以必須要對骨料的直徑情況、含沙量等設置明確的把控標準，由此從源頭上強化混凝土的抗拉性能。第三為，應該減弱水灰比，如此能夠極大的降低水化熱，減少在進行澆筑后混凝土收縮情況，且強化混凝土和易性，降低由于配合比因素所造成的外觀問題。

4.3施工工藝控制

墩身混凝土的施工流程復雜，為了有效對混凝土裂縫加以控制，施工過程中應加強施工工藝控制：（1）適當降低混凝土入模溫度，在混凝土攪拌作業進行時，添加一定的冷卻水，實現攪拌溫度控制，在混凝土澆筑作業中，科學控制澆筑溫度。（2）進行墩身分層澆筑作業時，每層的澆筑厚度都應該保持在300mm以內，且要注意對澆筑速度的控制，當澆筑速度過快時，由于水泥水化熱產生的熱量難以及時散發，可能會引起混凝土裂縫。（3）做好混凝土的振搗作業，通過振搗工具的選擇，振搗時間的控制，提高混凝土密實度，嚴禁振搗時的過振作業，否則，墩身外表面可能會由于混凝土離析而引起質量問題。振搗作業結束以后，在墩頂開展二次抹面作業，并及時覆蓋，維持一段時間的養護。（4）對于墩身下部易出現開裂問題的部位，在處理時可以通過布設小間距、小直徑的溫度鋼筋，來改善混凝土的抗裂性。

結論

混凝土是現代工程施工中的重要材料，但易出現裂縫病害，不僅影響整體觀感，還會對結構物的承載力造成影響，隨之出現鋼筋銹蝕等問題，混凝土的碳化現象愈發明顯，整體耐久性持續下降，無法為結構的正常使用提供保障，甚至對人員的安全造成威脅。基于此，必須在施工中做好質量控制工作，分析可能出現的裂縫并采取針對性防治措施，確保混凝土使用效果，為工程項目的持續運營創造穩定環境。。

參考文獻：

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