混凝土技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用研究

文 / 江西省上饒市公路發(fā)展中心尚義橋綜合養(yǎng)護(hù)中心 王紅球

引言

公路橋梁是我國的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施，其在客貨運(yùn)輸、緩解交通壓力方面都發(fā)揮著重要作用。近幾年，我國經(jīng)濟(jì)得到了飛速發(fā)展，公路橋梁的壽命得到了延長，承載力得到了提高。

公路橋梁出現(xiàn)的質(zhì)量問題

公路橋梁從設(shè)計(jì)到退役整個(gè)生命周期，其病害主要集中在應(yīng)用階段。實(shí)際公路橋梁交通中會(huì)存在低級道路通行各種大型、大載重車運(yùn)輸車輛情況，這會(huì)引起公路橋梁在應(yīng)用期間會(huì)出現(xiàn)過載病害。

我國公路橋梁設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行了多次修改，而從實(shí)際情況來看，荷載發(fā)展會(huì)導(dǎo)致先期修建的公路橋梁無法滿足應(yīng)用規(guī)范。

為了提高公路運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益，運(yùn)輸車輛會(huì)不斷提高載重。因此，要適當(dāng)提高公路橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而延長公路橋梁壽命。

公路橋梁設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)過程中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)都是影響公路橋梁質(zhì)量的因素。從實(shí)際情況來看，多數(shù)公路橋梁工程的結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生突然性改變，但經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)局部質(zhì)量問題，一旦不做好處理，就會(huì)引起嚴(yán)重質(zhì)量問題。多數(shù)設(shè)計(jì)人員在具體工作開展期間，能夠嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范，驗(yàn)算主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但從大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，因?yàn)楣ぷ鞑粔蚣?xì)致，例如，設(shè)計(jì)計(jì)算并未充分考慮施工期間承受荷載，因而導(dǎo)致了因過載而發(fā)生開裂等事故的發(fā)生。

分析混凝土公路橋梁病害

交通流量的增長，公路橋梁承載力的降低與各種病害的出現(xiàn)，是公路橋梁工程必須要面臨的難題。對公路橋梁中各種不同類型的橋梁工程來說，上部結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土病害是造成性能降低的主要因素。

針對存在質(zhì)量缺陷上部結(jié)構(gòu)，由于其承載力安全計(jì)算并未形成一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，只能依據(jù)破壞情況，根據(jù)相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。對于混凝土公路橋梁來說，出現(xiàn)病害的原因十分復(fù)雜，依據(jù)裂縫出現(xiàn)的原因可以將裂縫類型分為以下幾種。

荷載裂縫

混凝土自身具有熱脹冷縮特點(diǎn)，其在具體應(yīng)用過程中，會(huì)因發(fā)生變形形成應(yīng)力，如果產(chǎn)生的應(yīng)力超過混凝土抗壓強(qiáng)度能夠承受的最大值，將會(huì)形成溫度裂縫。

產(chǎn)生的貫穿裂縫與橋梁工程中的主筋相平行，而出現(xiàn)的大面積結(jié)構(gòu)裂縫通常都是成縱橫交。從實(shí)際情況來看，溫度裂縫主要出現(xiàn)在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中。深層貫穿裂縫通常都是因?yàn)榻禍夭钤斐傻摹＠纾谶M(jìn)行橋臺(tái)澆筑期間，并未采取放松約束措施進(jìn)行處理，混凝土澆筑過程中采用的水泥釋放大量熱，導(dǎo)致混凝土收縮受到約束，從而將會(huì)出現(xiàn)裂縫。

此外，鋼筋銹蝕經(jīng)常會(huì)伴隨著銹蝕現(xiàn)象，這將會(huì)導(dǎo)致鋼筋有效面積不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)承載能力降低。同時(shí)，鋼筋銹蝕面積的加大，將會(huì)導(dǎo)致其周圍產(chǎn)生較大膨脹力，這將會(huì)沿著鋼筋走向出現(xiàn)裂紋。

收縮裂縫

混凝土收縮是引起裂縫的一項(xiàng)主要原因，收縮裂縫通常都出現(xiàn)在混凝土的表面，這主要是因?yàn)榛炷列纬珊螅浔砻嫠謺?huì)快速蒸發(fā)，而混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生的變形會(huì)遭受到約束，從而將會(huì)引起開裂現(xiàn)象。板類構(gòu)件的分布會(huì)與鋼筋相鄰，而在鋼筋混凝土梁腰部將會(huì)出現(xiàn)大量收縮裂縫。此外，施工采用的混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，以及混土振搗方式不合理也是引起收縮裂縫的主要原因。

沉降裂縫

如果地基出現(xiàn)不均勻沉降，將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力發(fā)生改變，一旦由于沉降導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)拉應(yīng)力超出結(jié)構(gòu)能夠承受的極限值，將會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。引起沉降裂縫原因有很多，主要包括地基不均勻沉降，以及施工前對地質(zhì)勘察不到位，未全面掌握地質(zhì)情況設(shè)計(jì)等。

施工工藝裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)澆筑采用的施工工藝不合理，也容易出現(xiàn)裂縫。例如，混凝土保護(hù)層厚度達(dá)不到要求，會(huì)在垂直與鋼筋方向出現(xiàn)裂縫；混凝土振搗不到位將會(huì)引起荷載裂縫；攪拌混凝土?xí)r間過長，將會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)大量規(guī)則不一的結(jié)構(gòu)裂縫；沒有采取合理措施處理分層澆筑接頭，會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。

混凝土施工技術(shù)的具體應(yīng)用

針對公路橋梁工程出現(xiàn)的質(zhì)量問題，綜合分析，加強(qiáng)對混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用的探討，目的就是提高公路橋梁工程質(zhì)量。

做好施工材料選擇

公路橋梁質(zhì)量會(huì)對其應(yīng)用壽命和性能造成直接影響。近幾年，我國對公路橋梁工程建設(shè)提出了更高的要求，因此，要加強(qiáng)對高性能混凝土的應(yīng)用，采用合理施工技術(shù)開展施工，從高性能混凝土施工材料與施工工藝兩個(gè)方面入手進(jìn)行探討，提高混凝土耐久性。

運(yùn)用高性能混凝土，可以使路面整體承載力得到進(jìn)一步提高，并且能夠降低工程整體造價(jià)。高性能混凝土能夠滿足高強(qiáng)度工程的施工要求，其在具體應(yīng)用期間，具有大體積強(qiáng)度高、耐久性好，能夠長時(shí)間耐磨等優(yōu)點(diǎn)。

將高性能混凝土應(yīng)用在公路橋梁中，能夠有效解決水泥用量與耐久性之間的矛盾。在公路橋梁工施工中，對采用的高性能混凝土進(jìn)行綜合研究，決定采用塌落度在240-270mm的高流態(tài)混凝土。

施工準(zhǔn)備

（1）正式開展施工作業(yè)前，施工人員需要對施工現(xiàn)場采用的設(shè)備進(jìn)行全面檢查，以確保各項(xiàng)設(shè)備性能都處于最佳狀態(tài)，避免因?yàn)槭┕ぴO(shè)備問題而對后續(xù)施工及工程質(zhì)量造成不良影響。

（2）加強(qiáng)對施工中各種材料的檢查，具體檢查要以技術(shù)參數(shù)作為依據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)材料質(zhì)量存在問題，要立即運(yùn)出施工現(xiàn)場，避免發(fā)生誤用，降低工程質(zhì)量。

（3）要依據(jù)公路橋梁具體情況，明確施工工藝，采取合理方式開展施工，提高工程質(zhì)量。

切縫處理

對于公路橋梁工程的橋面鋪裝作業(yè)，要依據(jù)具體情況，科學(xué)控制橫向伸縮縫。一般來說，在進(jìn)行伸縮縫設(shè)計(jì)時(shí)，要與墩頂間隔約30m設(shè)置一個(gè)伸縮縫，并且要在橋面兩側(cè)平衡布置護(hù)欄。在開展切縫施工時(shí)，為了提高公路橋梁工程整體質(zhì)量，要全面了解施工期間的溫度，掌握澆筑時(shí)間。通過對大量施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，對切縫深度，通常要將其設(shè)計(jì)在2-3cm之間。

強(qiáng)化施工規(guī)范

制備高性能混凝土要采取高性能攪拌設(shè)備，并且要依據(jù)試驗(yàn)方式對混合物的實(shí)際均勻性進(jìn)行驗(yàn)證。澆筑時(shí)需要控制外加劑的具體添加量，要精準(zhǔn)計(jì)算各項(xiàng)材料，控制好攪拌作業(yè)；高性能混凝土中采用的膠凝量多，因此，需要做好保濕工作。

將高性能混凝土應(yīng)用到公路橋梁中能夠確保最終建設(shè)的工程質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期，而且在惡劣環(huán)境下，可以具有優(yōu)異耐久性、高強(qiáng)度。可見，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對高性能混凝土的應(yīng)用與推廣。

一些工程建設(shè)項(xiàng)目中，許多施工單位注重項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，例如，某大橋工程的設(shè)計(jì)的壽命達(dá)到了800年，在施工中通過對廢料進(jìn)行應(yīng)用，合成了大量的高性能混凝土，一共節(jié)約了成本約1800萬元。

此外，在公路橋梁工程施工中可以加強(qiáng)對鋼纖維混凝土的應(yīng)用，鋼纖維混凝土就是將鋼纖維均勻分布在混凝土中，其具有良好的力學(xué)性質(zhì)。采用鋼纖維混凝土的路面厚度僅為普通混凝土路面的一半左右，在施工期間，將鋼纖維置在混凝土中，充分碾壓，提高工程整體質(zhì)量。

采用鋼纖維混凝土，在具體施工開展時(shí)，可以采取現(xiàn)澆施工，灌漿施工等方法。需要注意的是，如果將鋼纖維一次性全部都投入攪拌機(jī)中，容易發(fā)生結(jié)團(tuán)情況，這將會(huì)對后續(xù)施工開展造成不良影響。因此，要采取分散方式將鋼纖維投入到攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢瑁ＷC鋼纖維與細(xì)骨料均勻接觸；同時(shí)，將振動(dòng)篩設(shè)置在料斗入口處。

養(yǎng)護(hù)作業(yè)

（1）混凝土初凝后，要立即進(jìn)行高性能混凝土澆筑，以免外層出現(xiàn)過于干燥現(xiàn)象，而引起混凝土層出現(xiàn)裂縫，破壞混凝土結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到養(yǎng)護(hù)混凝土效果，保證工程后期應(yīng)用，能夠發(fā)揮出預(yù)期效果。

（2）完成施工作業(yè)后，要做好保濕保溫作業(yè)。一般來說，要將塑料薄膜覆蓋在混凝土表面，以避免水分快速蒸發(fā)；同時(shí)，可以保持溫度能夠處于相對恒定狀態(tài)。在進(jìn)行保濕保溫期間，應(yīng)將工件通常利用低溫蒸汽方式保護(hù)，以達(dá)到保濕隔熱目的。

結(jié)語

公路橋梁在具體應(yīng)用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種不同類型質(zhì)量問題，裂縫是其中的主要危害，裂縫的出現(xiàn)通常都與混凝土施工有著直接關(guān)系，因此，在公路橋梁建設(shè)中，要加強(qiáng)對混凝土施工技術(shù)的探究，確保施工技術(shù)的合理性。