試論混凝土技術(shù)在路橋施工過程中常見問題及對策

廣西捷通路橋勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 廣西南寧 530000

摘要：隨著公路和橋梁的增加，橋梁工程質(zhì)量的優(yōu)與劣，直接關(guān)系到群眾的生命安全。作為大多數(shù)橋梁隧道工程骨架的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，存在于工程的各個(gè)部位，因此要提高橋梁隧道工程質(zhì)量的重中之重就是提高混凝土工程的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土技術(shù)；橋梁施工；常見問題；對策

隨著我國橋梁建設(shè)工程項(xiàng)目的增多，建設(shè)速度越來越快，而公路建設(shè)市場又逐步地放開，橋梁工程因此而埋下了質(zhì)量隱患。特別是一些施工難度高而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橋梁，質(zhì)量問題尤其嚴(yán)重。

1、混凝土路橋的一般特點(diǎn)

混凝土路橋主要分為兩種，一種是鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，另一種是鋼筋混凝土拱橋，都是采用抗壓性能好的混凝土和抗拉性能好的鋼筋結(jié)合在一起構(gòu)建而成。根據(jù)混凝土受預(yù)壓程度的不同，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)又可分為全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力兩種。近年來國外已有在鋼筋混凝土梁內(nèi)部分地施加少量預(yù)應(yīng)力以提高梁的裂縫安全度，此種結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。無論是公路、鐵路或城市橋梁，大部分均采用鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋。

1.1鋼筋混凝土梁式橋的一般特點(diǎn)

采用鋼筋混凝土材料建造的橋梁具有能就地取材、工業(yè)化施工、耐久性好、可模性好、適應(yīng)性強(qiáng)、整體性好以及美觀等各種優(yōu)點(diǎn)。不足之處是結(jié)構(gòu)本身自重大，占全部設(shè)計(jì)載荷的30%～60%，跨度越大自重所占的比值更顯著增大。鑒于材料強(qiáng)度大部分為結(jié)構(gòu)本身的重量所消耗，這就大大限制了鋼筋混凝土梁式橋的跨越能力。此外，就地澆筑的鋼筋混凝土梁式橋施工工期長，支架和模板要耗損很多木料?？沽研圆睿扪a(bǔ)也比較困難。

在公路建設(shè)中，特別是對于公路上最常遇到的跨越中小河流等情況，需要建造大量中小跨徑的鋼筋混凝土梁式橋。對于裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋而言，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理的最大跨徑為20m，懸臂梁與連續(xù)梁橋合宜的最大跨徑為60m～70m。

1.2預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋的一般特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土可看做是一種預(yù)先儲(chǔ)存了足夠壓應(yīng)力的新型混凝土材料，預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋除了具有前述鋼筋混凝土梁式橋的特點(diǎn)外，還具有以下重要特點(diǎn)：

1）能最有效地利用現(xiàn)代化的高強(qiáng)材料，減小構(gòu)件截面尺寸，顯著降低自重所占全部作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值的比重，增大跨越能力，并夸大混凝土結(jié)構(gòu)的使用范圍；

2）與鋼筋混凝土梁相比，一般可以節(jié)省鋼材30%～40%，跨徑越大，節(jié)省越多；

3）全預(yù)應(yīng)力混凝土梁在使用載荷下不出現(xiàn)裂縫，即使是部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁在常遇載荷下也無裂縫，梁的剛度就比通常開裂的鋼筋混凝土梁要大，因此可顯著減小建筑高度，能把大跨徑梁橋構(gòu)建的更加美觀；

4）根據(jù)需要，可在徑向和橫向等施加預(yù)應(yīng)力，使裝配式構(gòu)件結(jié)合成整體，這就擴(kuò)大了裝配式梁橋的使用范圍，提高了運(yùn)營質(zhì)量。

2、混凝土在路橋施工中常見的問題

近年來，我國交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展，各地興建了大量的混凝土路橋。在路橋建造和使用過程中，因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致路橋垮塌的事故屢見不鮮。普通混凝土在路橋施工中出現(xiàn)的問題，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1抗拉力不強(qiáng)

普通混凝土是由水泥、碎石或卵石、砂和水拌合，經(jīng)硬化而成的一種人造材料。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細(xì)骨料表面并填充骨料間的空隙。水泥漿體在硬化前起潤滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后將骨料膠結(jié)在一起，形成堅(jiān)強(qiáng)的整體，但是水泥、石子和砂石是易脆性的材料，抗拉力不強(qiáng)，當(dāng)混凝土受拉或受彎，在很小的拉應(yīng)力下就會(huì)開裂。

2.2彈性不好

由于普通混凝土材料本身的特性，雖然抗壓強(qiáng)度高，混凝土的抗壓強(qiáng)度一般在7. 5～60MPa之間，當(dāng)摻入高效減水劑和摻合料時(shí)，強(qiáng)度可達(dá)100MPa以上。但是它的彈性不好，沒有能屈能伸的品性，好比一個(gè)大丈夫只能拔劍而起，卻不能忍辱負(fù)重。所以，在路橋面的荷載量非常大且受力不均勻的情況下，荷載力不能驅(qū)散分勻，這樣就導(dǎo)致某一個(gè)構(gòu)件不堪重力，最終產(chǎn)生裂縫。

2.3收縮易變形

普通混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土也將發(fā)生收縮變化。然而，收縮容易導(dǎo)致變形，若變形遭到約束，則會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。在實(shí)際施工中，普通混凝土很容易結(jié)硬，結(jié)硬之后，混凝土中的水分子逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，變形也較大，因混凝土表層水分流失快，內(nèi)部損失慢，就產(chǎn)生了表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力。當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。

2.4耐久性較弱

耐久性曾被認(rèn)為是普通混凝土的優(yōu)點(diǎn)，隨著普遍的應(yīng)用后問題的出現(xiàn)，以及科研力的增強(qiáng)，發(fā)現(xiàn)了普通混凝土的耐久性并不強(qiáng)，反而較弱。耐久性包括三個(gè)方面：

1）抗?jié)B性，指混凝土抵抗壓力水滲透的能力，普通混凝土的抗?jié)B性還是非常強(qiáng)的；

2）抗凍性，是指混凝土在使用的環(huán)境中，經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用，能保持強(qiáng)度和外觀的完整性的能力。普通混凝土的抗凍性很弱，當(dāng)氣溫在零度以下時(shí)，混凝土中膨脹力加大，混凝土強(qiáng)度降低，就會(huì)出現(xiàn)裂縫；

3）抗侵蝕性，指在酸、堿、鹽等環(huán)境中對水泥石的侵蝕所表現(xiàn)出現(xiàn)的免疫力。

隨著環(huán)境的惡化，再加上混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，混凝土保護(hù)層容易受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，從而減弱了普通混凝土的耐久性。

3、保證混凝土質(zhì)量及控制裂縫的措施

3.1混凝土施工的質(zhì)量保證措施：

1）選擇合適的水泥和嚴(yán)格控制好水泥用量。優(yōu)先采用525R，425R普通水泥等高標(biāo)號水泥，減少水泥用量；

2）嚴(yán)格控制骨料級配和含泥量；

3）選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿┖秃线m的配合比；

4）增加適當(dāng)?shù)念A(yù)埋件。

3.2混凝土施工的溫度控制措施：為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。控制溫度應(yīng)力的措施有以下幾種：

1）拌合混凝土?xí)r用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

2）夏天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

3）在混凝士中埋設(shè)水管，通入冷水進(jìn)行內(nèi)部降溫；

4）嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度。

3.3加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)：大量實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫，因此混凝士的保溫對防止表面早期裂縫尤為重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：

1）防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面產(chǎn)生梯度；

2）防止混凝土超冷，應(yīng)盡量設(shè)法使混凝土施工期間的最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度；

3）防止老混凝土面的過冷，以減少新老混凝土間的約束。

4、結(jié)語

在公路橋梁工程中，混凝土工程占據(jù)著重要的位置，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要從設(shè)計(jì)、選材與施工、維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)著手，對于新建橋梁，建議進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)防性保護(hù)；對于已經(jīng)發(fā)生病害的橋梁，在進(jìn)行病害治理的同時(shí)，還要做表面的防護(hù)，以延長結(jié)構(gòu)的使用壽命?？傊?，在路橋施工過程中的鋼筋混凝土質(zhì)量必須控制好，只有這樣才能保證建筑工程的安全，保證千家萬戶的安全。