混凝土技術(shù)在路橋施工過(guò)程中的應(yīng)用

王天江

摘要：在路橋工程項(xiàng)目中，混凝土質(zhì)量問(wèn)題也是非常嚴(yán)重的，通常情況下工程會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)這個(gè)難題困擾著很多技術(shù)人員。文章對(duì)路橋施工中發(fā)生的有關(guān)混凝土問(wèn)題進(jìn)行探討，主要分析了引起混凝土發(fā)生結(jié)構(gòu)裂縫的因素，并探討了一些相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：混凝土技術(shù)；路橋施工過(guò)程；結(jié)構(gòu)裂縫

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）12-0071-02

在交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中，各種形式的橋梁建筑是出現(xiàn)最多的，它們的建筑材料主要是混凝土，它的優(yōu)點(diǎn)雖然不少但如果在施工中沒(méi)有對(duì)混凝土性能做深入的分析，工程在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生各種問(wèn)題，結(jié)構(gòu)裂縫就是很常見(jiàn)的一種，使人們?cè)谑褂脮r(shí)總是擔(dān)心會(huì)發(fā)生事故，在以往的施工中也采取過(guò)一些措施，但裂縫問(wèn)題一直無(wú)法得到解決，給施工單位造成很大的損失。

1 有關(guān)混凝土在路橋工程中的各種問(wèn)題

路橋的裂縫問(wèn)題很?chē)?yán)重，有時(shí)會(huì)造成路橋垮塌給使用者的安全造成威脅，路橋建造過(guò)程中混凝土既是建造材料又是問(wèn)題的根源，所以路橋工程的技術(shù)人員要解決這個(gè)問(wèn)題就得先從混凝土本身如性能入手。首先來(lái)看問(wèn)題表現(xiàn)在哪些方面。

抗拉力性能，路橋工程中使用的混凝土是普通混凝土，它的原材料有水泥、碎石、砂、水，把它們加水?dāng)嚢韬缶涂梢宰龉嘧⒂昧死鐦蛄夯蛘呤菢蛎?。砂、石在混凝土?nèi)部起著支撐整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)和阻止其收縮的作用，水泥漿填充在它們與骨料之間并包裹著骨料。水泥漿能潤(rùn)滑砂、石與骨料三者之間的結(jié)合并使它們具有較好的工作性能，這種混凝土混合物經(jīng)過(guò)較短的一段時(shí)間就會(huì)硬化，形成堅(jiān)硬的整體有像天然石頭那樣的承載力，但是水泥、碎石它們性能比較脆，沒(méi)有多大的抗拉力當(dāng)混凝土受到很小的拉力或其他作用力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。這是混凝土原材料自身的性能問(wèn)題。

彈性性能，普通混凝土抗壓性能非常好，抗壓能力在7.5-60MPa范圍內(nèi)，如果在攪拌時(shí)加入減水劑與礦物摻合料，抗壓能力將提高到超過(guò)100MPa。但是該混凝土彈性不好，如果加在路橋面的壓力非常大而且不均勻，這就使路橋工程的某一部位壓力過(guò)大而抗壓性能下降，久之就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

熱脹冷縮也是普通混凝土的一個(gè)特性，受到外部環(huán)境和內(nèi)部溫度變化的共同作用，混凝土將會(huì)收縮，也就是發(fā)生變形當(dāng)它受到阻止時(shí)則會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)方向向外的應(yīng)力，前面說(shuō)過(guò)混凝土的抗拉性能較差，應(yīng)力過(guò)大時(shí)混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。實(shí)際情況中普通混凝土容易發(fā)生結(jié)硬現(xiàn)象，混凝土表面的水分慢慢的被蒸發(fā)出來(lái)導(dǎo)致表面部位濕度降低，體積減小變形增大，但是混凝土內(nèi)部的水分損失很小，這樣就造成了內(nèi)外不均勻收縮，混凝土內(nèi)部阻止了外部的的收縮變形使混凝土表面部位受到較大的拉力，而且這種拉力很容易超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，這就是混凝土表面產(chǎn)生裂縫的原因了。

通常情況下混凝土結(jié)構(gòu)施工完后，有關(guān)技術(shù)人員會(huì)對(duì)它的承重能力做一下評(píng)估，并計(jì)算出它詳細(xì)的承重范圍然后記錄在交底方案里面，最終路橋工程的質(zhì)量如果符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，就能夠投入使用了。這時(shí)有關(guān)部門(mén)會(huì)對(duì)混凝土的承重能力作出規(guī)定，把交底方案中測(cè)量與計(jì)算出來(lái)的有關(guān)數(shù)據(jù)作為承重限制，必要時(shí)采取強(qiáng)制性措施確保使用安全。所以，精確地測(cè)量與計(jì)算承重能力對(duì)路橋工程的使用是非常重要的，因?yàn)槁窐蛟谑褂眠^(guò)程中它的稱(chēng)重范圍是以交底方案中所記錄的數(shù)據(jù)為參考的，后期對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)與維護(hù)是以結(jié)構(gòu)的承重范圍為對(duì)象的。所以對(duì)承重范圍的計(jì)算一定要準(zhǔn)確，如果少算或漏算問(wèn)題是很?chē)?yán)重的，路橋使用過(guò)程中就會(huì)發(fā)生通行車(chē)輛的總重量超過(guò)路橋的承重能力，這就使路橋極易發(fā)生開(kāi)裂嚴(yán)重時(shí)會(huì)倒塌。另外，如果混凝土中的鋼筋骨架捆綁誤差很大，就會(huì)減小混凝土的表層厚度，從而降低對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)；混凝土攪拌時(shí)的密度差異和不同部位澆筑速率的不同都會(huì)引起裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生。

2 混凝土在橋梁工程中的裂縫問(wèn)題

橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因有很多，并且大都是多條因素共同作用的結(jié)果，對(duì)于這些因素大體上可以分為以下幾種。

在平時(shí)的靜、動(dòng)兩種荷載和對(duì)外應(yīng)力引起的裂縫就是荷載裂縫，應(yīng)力有兩種一個(gè)是直接的一個(gè)是次應(yīng)力，直接裂縫是由外荷載造成直接應(yīng)力的結(jié)果，次裂縫就是針對(duì)于次應(yīng)力來(lái)說(shuō)的。

由于混凝土的熱脹冷縮性，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)、外部溫度發(fā)生變化，如果這種變化過(guò)大就會(huì)使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，有些橋梁的跨度較大溫度應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)橋梁的抗拉強(qiáng)度。溫度裂縫跟其它裂縫不同，裂縫大小會(huì)根據(jù)溫度的不同而改變。

大多數(shù)橋梁工程中，混凝土的收縮裂縫是最常見(jiàn)的，在收縮形變中塑性和縮水是引起混凝土發(fā)生體積改變的主要因素。混凝土澆筑完大概4-5個(gè)小時(shí)后，混凝土中的水泥會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)，經(jīng)過(guò)泌水與蒸發(fā)混凝土發(fā)生收縮，但這時(shí)還沒(méi)有完全硬化，這個(gè)時(shí)候的收縮就稱(chēng)為塑性收縮，這種收縮給混凝土結(jié)構(gòu)造成很大的損壞，骨料下沉至鋼筋位置就會(huì)形成一條沿著鋼筋方向的裂縫；此外在構(gòu)建的截面處混凝土沉實(shí)有別，表面也會(huì)產(chǎn)生裂縫順著腹板方向。再來(lái)說(shuō)說(shuō)縮水現(xiàn)象，它跟前面所說(shuō)收縮裂縫的形成原因、過(guò)程是一樣的，縮水收縮多是在硬化后才發(fā)生的；尤其是有的構(gòu)建中鋼筋配置較多，縮水情況更加常見(jiàn)。至于別的收縮種類(lèi)還有自生和碳化兩種。

混凝土的施工工藝也是一個(gè)重要方面，在澆筑、構(gòu)件制作、起模等其他各個(gè)過(guò)程中，施工的工藝與質(zhì)量問(wèn)題很容易引起縱向、橫向等其它種類(lèi)的裂縫，尤其是那種薄壁型的裂縫。

橋梁地基問(wèn)題如沉降不平或發(fā)生位移，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫。地質(zhì)問(wèn)題、基礎(chǔ)種類(lèi)問(wèn)題和荷載差異等其他問(wèn)題都有可能使地基發(fā)生變形、裂縫。

3 防止混凝土發(fā)生裂縫所采取的措施

對(duì)于橋梁混凝土發(fā)生的裂縫問(wèn)題，原因可以總結(jié)為三個(gè)溫度變化、收縮形變與抗拉強(qiáng)度，施工時(shí)可以從下面的措施入手來(lái)減少和阻止裂縫的發(fā)生。

從施工質(zhì)量的角度來(lái)說(shuō)，水泥種類(lèi)的選擇和用量的控制是很重要的。一般情況下最好選用525R、425R這兩種高標(biāo)號(hào)的普通水泥，對(duì)于水泥的用量要適當(dāng)減少；對(duì)骨料的級(jí)別配置要做到正確和嚴(yán)格控制，還有骨料的含泥量；選擇合適的減水劑并把它和混凝土混合物做出合適的配比；對(duì)于預(yù)埋件要增加數(shù)量和施工前的準(zhǔn)備。

施工時(shí)對(duì)于溫度的控制，要減小溫度變化所產(chǎn)生的應(yīng)力可以從兩個(gè)方面開(kāi)始，一個(gè)是控制溫度，一個(gè)是改善限制條件?？梢圆扇〉拇胧┯羞@幾種：攪拌混凝土過(guò)程中用水沖刷碎石，這在一定程度上降低了澆筑時(shí)混凝土的溫度；夏天施工時(shí)降低澆筑的厚度，這樣在混凝土硬化之前可以利用混凝土表面散熱；還可以在澆筑時(shí)鋪設(shè)水管，當(dāng)冷水流過(guò)水管時(shí)對(duì)混凝土內(nèi)部就起到降溫作用；在對(duì)混凝土進(jìn)行灌注時(shí)要控制好溫度。

做好橋梁工程的養(yǎng)護(hù)與維護(hù)工作。由以往的經(jīng)驗(yàn)可知，混凝土表面的裂縫最常見(jiàn)的特點(diǎn)是深度不同，主要是由于溫度在不同范圍內(nèi)的變化引起的，溫度的驟然變化也很容易使混凝土發(fā)生裂縫，所以嚴(yán)格控制溫度對(duì)防止混凝土早期的裂縫非常有用。對(duì)于溫度變化引起的應(yīng)力，控制好溫度要做到以下幾個(gè)方面：采取措施減小內(nèi)外部的溫度差異和混凝土表層的溫度梯度變化；采取措施使混凝土的溫度不至于太低，在施工時(shí)要使它的最低溫度接近在施工周期內(nèi)的穩(wěn)定溫度。

4 結(jié)語(yǔ)

這些年來(lái)混凝土路橋在交通基礎(chǔ)建設(shè)中的運(yùn)用越來(lái)越多，推動(dòng)了交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展?，F(xiàn)在橋梁工程的施工中混凝土結(jié)構(gòu)是一種非常重要的應(yīng)用，它的建造和施工成本較低、有一定的觀賞性、能承受較大的載荷，方便進(jìn)行各種裝飾。隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與發(fā)展，混凝土技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

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