鐵路橋梁墩身混凝土裂隙的原因及控制

張健　張春宇

【摘 要】鐵路橋梁墩身混凝土裂縫分為三種：表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。三種裂隙產(chǎn)生的原因、影響、控制及措施。

【關(guān)鍵詞】鐵路橋梁墩身；混凝土裂縫；原因；措施

隨著當(dāng)代高速鐵路的廣泛應(yīng)用，高墩大跨度鐵路橋梁應(yīng)用越來越普遍，隨之而來的就是鐵路橋墩身混凝土開裂問題，這是比較常見的質(zhì)量通病。墩身一旦出現(xiàn)裂縫，不僅僅是墩身的美觀甚至?xí)绊憳蛄旱恼Ｊ褂谩?/p>

無論現(xiàn)場管理水平如何，混凝土的施工都不可能在非常理想的條件下進行，往往會由于種種原因，或者是結(jié)構(gòu)型式的特殊，或者是氣候條件的惡劣，或者是施工方法、施工工藝的不規(guī)范等等，一般情況下，很容易在混凝土的澆筑過程中或剛剛施工完不久產(chǎn)生表面缺陷，再者本身施工過程非常規(guī)范，工藝、質(zhì)量均很好，但成品保護意識不強也造成了很多表面缺陷。

1.鐵路橋混凝土墩身常見的裂縫形成原因及危害

在墩身模板拆除后由于室外的環(huán)境溫差較大，橋墩表面混凝土?xí)跓崦浝淇s作用下其表面會產(chǎn)生大面積寬度在0.2mm以下細(xì)微的裂縫，這些裂縫長度不等深度相對比較淺。在開裂初期這些裂縫只會影響混凝土墩身的外觀。如果后期環(huán)境干燥，會導(dǎo)致更多細(xì)紋的增多。容易滲入雨雪，尤其在低溫地區(qū)因產(chǎn)生凍融膨脹應(yīng)力，會導(dǎo)致橋墩混凝土發(fā)生開裂、剝落。

2.鐵路橋混凝土墩身常見的裂縫的幾種主要類型

2.1縱向貫穿橋梁混凝土蹲身的深層裂縫

這種裂縫一般出現(xiàn)在鐵路雙線或者多線橋墩墩身的對稱兩側(cè)，當(dāng)其拆模后約1～10天內(nèi)出現(xiàn)，裂縫寬度會超過0.2mm，深度達(dá)到10cm，甚至貫穿整個墩身。在溫度較低的區(qū)域，如果不嚴(yán)加控制會嚴(yán)重影響橋墩結(jié)構(gòu)的安全。

2.2橋梁混凝土橋墩表面的龜裂紋

有些橋梁混凝土橋墩在拆模幾天后，表面經(jīng)常會出現(xiàn)不規(guī)則的縫隙寬度小于0.2mm的裂縫，此謂龜裂。這種裂縫的長度不等、深度也比較淺，但是其開裂面積很大。在初期，開裂僅僅會直接影響混凝土橋墩墩身的外觀，后期開裂面積增加，容易滲入雨雪，尤其是在低溫地區(qū)，會使其產(chǎn)生凍融膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致橋墩發(fā)生開裂、剝落。

2.3沿橋墩墩身護面鋼筋的環(huán)向、縱向裂縫

此種裂縫只在橋墩護面鋼筋外側(cè)出現(xiàn)，其寬度在0.2mm以上，長度也不規(guī)則。這種裂縫出現(xiàn)情況較少，一旦出現(xiàn)，就要及時處理，否則會造成橋墩鋼筋腐蝕，影響橋墩的壽命。

3.鐵路橋混凝土墩身裂縫的預(yù)防措施

根據(jù)各種現(xiàn)實施工，混凝土裂縫主要是水泥水化過程中釋放了大量的熱量，因此，我們對橋梁中大體積混凝土應(yīng)該選擇地?zé)峄蛘咧袩岬乃嗥贩N。在施工中應(yīng)盡量使用礦碴硅酸鹽水泥，火山灰水泥。因為水泥釋放溫度的大小及速度取決于水泥礦物成分的不同。

在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密實度，提高抗?jié)B能力，改善混凝土的工作度，降低最終收縮值，減少水泥用量。要降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內(nèi)部溫升，防治結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，利用粉煤灰的摻合料是最有效的方法之一。外加劑可以選擇：膨脹劑、減水劑、緩凝劑。膨脹劑可以代替等量的水泥，并且混凝土產(chǎn)生適度的膨脹；一方面保證混凝土的密實性，另一方面混凝土內(nèi)部產(chǎn)生預(yù)壓力，以抵消部分拉應(yīng)力。加入緩凝劑，應(yīng)保證一定的塌落度。這樣可以延緩水化熱的峰值期并改善混凝土的和易性，減低水灰比已達(dá)到減少水化熱的目的。

（1）骨料上的選擇，應(yīng)該選取粒徑強度高的級配良好的骨料。這樣可以獲得較小的孔隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱減少干縮，減小了混凝土裂隙的發(fā)展。

（2）在溫度較高的情況下施工，我們一定要注意降低混凝土澆筑時間的溫度。在冬季施工中，因為要防止早期混凝土被凍問題，所以要求混凝土澆筑時應(yīng)該有較高的澆筑溫度。

（3）當(dāng)混凝土保護風(fēng)過大時，混凝土表面的拉應(yīng)力主要由混凝土來承擔(dān)，然而混凝土所能承受的拉應(yīng)力只能承受很小的一部分，當(dāng)拉力超過了混凝土的極限拉應(yīng)力時，混凝土將會產(chǎn)生裂縫。

4.總結(jié)

雖然混凝土很容易因外界環(huán)境產(chǎn)生裂縫，但是經(jīng)過長期的鐵路橋梁工程實踐證明，其裂縫的出現(xiàn)不是不可控制的，只要在施工工藝，材料選擇、施工規(guī)范以及后期養(yǎng)生過程中能夠充分考慮到各種因素的影響就能有效的避免危害墩身結(jié)構(gòu)的裂縫的產(chǎn)生。