探究道路橋梁和渡河工程中的混凝土加固

付瑞薔

摘要：隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的道路橋梁和渡河工程在全國各地開展，伴隨著結(jié)構(gòu)功能性要求的不斷提高，這些項目逐漸呈現(xiàn)出復(fù)雜化、大型化的特點。對于道路橋梁和渡河工程，其耐久性是人們重點關(guān)注的問題，尤其是對于年久的建筑結(jié)構(gòu)，“如何通過混凝土加固提升其耐久性”是現(xiàn)階段施工技術(shù)人員著重解決的問題。本文將結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)強度的影響因素以及混凝土加固的基本原則，深入探索道路橋梁和渡河工程的混凝土加固工作的要點。

關(guān)鍵詞：道路橋梁工程;渡河工程;混凝土加固

在最近幾年內(nèi)發(fā)生的交通安全事故中，因車輛載重超過路面負荷而引起的事占有很大的比例。超載現(xiàn)象不僅對駕駛者和行人的生命安全造成威脅，還會影響社會和諧與穩(wěn)定。因此，相關(guān)施工單位必須加強管控措施，提高工程施工的耐久性與安全性?；炷潦堑罉蚣岸珊庸こ痰闹匾┕げ牧?，是結(jié)構(gòu)耐久性和安全性的重要決定因素。道路和橋梁設(shè)施的混凝土結(jié)構(gòu)強度會隨著時間的推移而逐漸下降，甚至出現(xiàn)結(jié)構(gòu)開裂現(xiàn)象，因此為了保證結(jié)構(gòu)的功能性與安全性，必須要對年久道路橋梁設(shè)施進行混凝土加固工作。

1 混凝土結(jié)構(gòu)影響因素

根據(jù)混凝土材料的化學(xué)組成成分及材料性質(zhì)，可以知道影響橋梁和渡河工程混凝土主體結(jié)構(gòu)耐久性的因素有以下幾點。

1.1 混凝土碳化

組成成分之一，因此混凝土的化學(xué)性質(zhì)呈堿性。而空氣中含有大量的CO₂或其他呈酸性的氣體，這就導(dǎo)致了空氣中的混凝土結(jié)構(gòu)會隨著時間的推移緩慢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土材料逐漸中性化，附著在鋼筋表面起到“鈍化”作用的堿性薄膜逐漸被破壞，造成鋼筋受到外界水分子和其他化學(xué)物質(zhì)的侵蝕發(fā)生“銹蝕”現(xiàn)象，從而降低自身強度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性和安全性下降^[1]。

1.2 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)強度大幅下降的主要因素?；炷撂蓟瘯斐射摻畋砻嫫鸬健扳g化”作用的堿性保護膜受到破壞，缺乏保護的鋼筋就會受到空氣中氯離子和水分子的侵蝕發(fā)生氧化反應(yīng)，從而產(chǎn)生“銹蝕”現(xiàn)象。發(fā)生“銹蝕”的鋼筋其體積會逐漸膨脹，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)沿鋼筋的縱伸方向產(chǎn)生裂縫，顯著降低混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力，進而造成鋼筋截面積變小，構(gòu)建極限承載力下降，結(jié)構(gòu)變形和裂縫尺寸增大等一系列嚴(yán)重后果，如不及時進行修整和加固，最終會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)完全破壞^[2]。

1.3 凍融破壞

由于道路橋梁及渡河建筑設(shè)施的混凝土主體承重結(jié)構(gòu)大部分都浸在水中，因此凍融破壞對于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性破壞還是非常明顯的。長期浸入水體的混凝土結(jié)構(gòu)，其材料內(nèi)部會滲入大量的水分子。這些滲入混凝土內(nèi)部的水分會隨著溫度的降低而發(fā)生凝結(jié)反應(yīng)，出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，從而導(dǎo)致水分子體積膨脹，進而從微觀結(jié)構(gòu)層面對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞。隨著時間的推移，混凝土結(jié)構(gòu)會經(jīng)過許多次的凍融循環(huán)破壞，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)酥裂剝落現(xiàn)象，大幅降低結(jié)構(gòu)強度。

1.3 氯離子反應(yīng)

海水是氯離子的主要來源，對于跨海大橋或混凝土結(jié)構(gòu)浸入海水中的渡河設(shè)施來說，海水中存在的大量氯離子能夠與混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而快速降低混凝土的強度。當(dāng)混凝土被破壞，露出內(nèi)部鋼筋后，氯離子能夠在鋼筋表面形成腐蝕電池效應(yīng)，從而快速降低鋼筋的極限屈服強度，最終導(dǎo)致混凝土主體結(jié)構(gòu)喪失承重能力。對于北方寒冷地區(qū)，“鹽化除雪”是氯離子的主要來源。當(dāng)進行撒鹽除雪的過程中，氯離子就會對道路橋梁和渡河設(shè)施的混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞^[3]。

1.5 堿骨料反應(yīng)

堿骨料反應(yīng)的本質(zhì)是混凝土中的水泥與骨料中的活性硅進行反應(yīng)，形成凝膠性的堿硅酸鹽，在發(fā)生堿骨料反應(yīng)的過程中，水泥會吸水發(fā)生結(jié)構(gòu)性膨脹，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部開裂。堿骨料反應(yīng)的反應(yīng)程度比較激烈，對于結(jié)構(gòu)耐久性的破壞程度特別大，并且反應(yīng)一旦發(fā)生，很難進行有效控制，最終會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在極短的時間內(nèi)出現(xiàn)明顯開裂，喪失承重能力。

2 混凝土加固原則

2.1 安全耐久

道橋與渡河工程的堅固性主要是由其承載力決定的，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)承載力不足時，就會直接導(dǎo)致整體工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由于道橋與渡河工程的施工環(huán)境長期暴露在外，受到自然環(huán)境因素影響，混凝土的強度會不斷變化。因此在進行混凝土加固工作時，一定要以工程主體的安全性與耐久性為首要加固原則，一方面通過加固，加強原有混凝土結(jié)構(gòu)的強度，提升其承重能力和安全性;另一方面通過加固，提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性，提升其耐久度。

2.2 經(jīng)濟適用

道路橋梁及渡河工程的混凝土加固工作不僅施工工藝復(fù)雜，而且技術(shù)要求嚴(yán)格。因此在進行加固施工之前，要對施工流程進行全面梳理，對各項施工細節(jié)進行周密規(guī)劃。在施工準(zhǔn)備階段，必須要做好施工組織計劃工作，合理控制工程成本預(yù)算。有時候混凝土加固工程所耗費的人力和財力，甚至能夠與新建一座相同大橋所花費的費用相同，因此施工單位必須認真研究施工方案，靈活結(jié)合現(xiàn)場實際情況，做好成本控制工作，不僅如此，還要根據(jù)施工進度，靈活調(diào)配財務(wù)支出比例，取保用最少的成本，最大化實現(xiàn)社會效益，彰顯工程的經(jīng)濟適用性^[4]。

3 混凝土加固要點

3.1 提升結(jié)構(gòu)耐久度

道橋及渡河工程的混凝土加固工程，實質(zhì)上就是提升混凝土結(jié)構(gòu)對外部影響因素的抵抗能力。因此，在進行加固施工時，可以通過以下方式提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久度，從而達到混凝土加固的目的?？梢栽诨炷良庸滩牧现屑尤敫咝p水劑，從而有效降低加固混凝土的毛細孔隙率，進而提升混凝土與原建筑結(jié)構(gòu)的粘合力，顯著提高混凝土的耐久性。另外，對于橋面加固工程，還可以通過粘貼碳纖維的方式進行耐久度提升。碳纖維加固法是通過專用樹脂材料將碳纖維材料粘貼于橋體混凝土表面，使其與鋼筋一同承擔(dān)外力荷載，從而減少鋼筋應(yīng)力，保護混凝土表面，提升整體結(jié)構(gòu)的耐久性。同時對橋梁整體進行全面檢測，徹底排查各細部環(huán)節(jié)和隱蔽部位。除此以外，還要全面掌握待加固橋梁的運營情況、尺寸數(shù)據(jù)信息以及病害表現(xiàn)，確保加固工程施工方案能夠在準(zhǔn)確的信息下進行制定^[5]。

3.2 運用科學(xué)加固技術(shù)

現(xiàn)階段對于混凝土加固工程，普遍采用注漿方式進行裂縫處理。即運用高性能的專用粘合劑，沿著結(jié)構(gòu)裂縫進行注入，隨著粘合劑的不斷滲入，結(jié)構(gòu)裂縫位置會呈現(xiàn)出較大的空間，這時再向裂縫內(nèi)進行大量的粘合劑注入，直至結(jié)構(gòu)裂縫被完全填滿。通過這種方法，能夠有效鞏固混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升主體結(jié)構(gòu)承載力。除了混凝土加固法，對于橋梁和渡河工程，還可以采用粘貼鋼板的方法進行加固。這種方法適合對常溫濕度且受靜力作用的承重結(jié)構(gòu)進行加固。其具有工期短，施工影響小的特點，但是受施工技術(shù)與粘貼工藝的影響較大。

4 結(jié)語

道路橋梁及渡河工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作的重要組成部分，道路和橋梁的安全性直接關(guān)系到百姓的生命財產(chǎn)安全。因此，針對年久的橋梁和道路，要及時進行混凝土加固工作，確保其能夠正常使用。了解混凝土的影響因素，掌握混凝土加固工作的基本原則，是進行混凝土加固施工的重要基礎(chǔ)，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)基于上述基礎(chǔ)，以提升結(jié)構(gòu)耐久度、靈活運用加固技術(shù)、加強養(yǎng)護和維修為要點，有效開展混凝土加固工作。

參考文獻：

[1]李志超.道路橋梁工程的混凝土施工技術(shù)要點分析[J].四川水泥，2020（03）：12.

[2]高彬.淺析道路橋梁和渡河工程中的混凝土加固[J].低碳世界，2018（04）：252-253.

[3]孟凡嬌.談?wù)摰缆窐蛄汉投珊庸こ讨械幕炷良庸蘙J].建材與裝飾，2018（15）：267-268.