淺析道橋施工中混凝土技術(shù)常見問題

王俊強　徐學(xué)深　陳書適

[摘要]隨著我國城市建設(shè)地飛速發(fā)展，混凝土在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來越廣泛。它的施工方法、施工工藝與施工過程中都有其自身的特點。通過論述分析混凝土技術(shù)在橋梁施工中常見的問題及成因分析，探索出相關(guān)問題的解決措施。

[關(guān)鍵詞]混凝土橋粱裂縫溫度

中圖分類號：TU7文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671-7597(2009)0620091-01

一、混凝土橋梁常見的問題及成因分析

(一)橋梁裂繾分析。混凝土橋梁裂縫是橋梁面臨的最主要的問題，它產(chǎn)生的原因復(fù)雜多變，有多種因素的相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分為以下幾類：

1荷載引起的裂縫。混凝土橋梁荷載引起的裂縫主要分為直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因有：(1)設(shè)計階段：計算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際情況不吻合：結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)：荷載少算或漏算；設(shè)計斷面不足；內(nèi)力與配筋計算錯誤：鋼筋設(shè)置偏少或布置錯誤：結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有考慮施工的可能性：設(shè)計圖紙交代不清等。(2)施工階段：不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝：不按設(shè)計圖紙施工；擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模型；不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。(3)使用階段：超出設(shè)計載荷的重型車輛過橋：受車輛、船舶的接觸和撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。

次應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因有：(1)在設(shè)計外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算考慮不周，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。(2)橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要開槽、鑿洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計算中難以用準(zhǔn)確的圖形進行模擬受力計算，通常都根據(jù)經(jīng)驗布置受力鋼筋，而大量研究表明，受力構(gòu)件挖孔之后，力流將會產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。

2溫度變化引起的裂縫。眾所周知，混凝土具有熱脹冷縮的特性。當(dāng)環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，混凝土?xí)l(fā)生變形。引起混凝土溫度變化的主要因素有；(1)年溫差，一年四季溫度不斷變化，由于變化相對緩慢，對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移產(chǎn)生。(2)橋面板、主粱或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度會大大高于其它部位，導(dǎo)致溫度梯度呈明顯的非線形分布，由于受到自身約束力的作用，導(dǎo)致局部的拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。(3)有時候突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可以導(dǎo)致橋梁混凝土結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，而內(nèi)部的溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度，由此造成應(yīng)力變化而出現(xiàn)裂縫。

3收縮引起的裂縫。在混凝土收縮的種類中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮兩種情形。(1)塑性收縮。混凝土澆筑施工后的4—5h左右，此時水泥的水化反應(yīng)開始劇烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象。在構(gòu)件的豎向變截面處如T梁、箱粱的腹板與頂板、底板的交接處，因硬化前沉實的不均勻多會產(chǎn)生表面的順腹板方向的裂縫。(2)縮水收縮(干縮)。混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分的不斷蒸發(fā)，濕度逐步降低，導(dǎo)致混凝土的體積減小，稱為縮水收縮(干縮)。由于混凝土表層的水分損失快，而內(nèi)部損失慢，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受的拉力超過其抗拉強度時。即會產(chǎn)生收縮裂縫。

4此外，引起橋梁出現(xiàn)裂縫的原因還有混凝土鋼筋受到銹蝕，施工材料質(zhì)量較差，施工工藝落后等。

(二)橋粱混凝土表面蜂窩麻面問題及成固分析。混凝土橋梁表面蜂窩狀也是橋梁的一大問題。它形成的主要原因是：

1混凝土含氣量過大，而且引氣劑質(zhì)量欠佳。由于目前使用的各種引氣劑性能有較大的差異，因此在混凝土中呈現(xiàn)的狀態(tài)也不盡相同，有的引氣劑在混凝土中會形成較大的氣泡，而且表面能較低，很容易形成聯(lián)通性大氣泡，如果再加上振動不合理，大氣泡不能完全排出，肯定會給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。

2混凝土配合比不當(dāng)，混凝土過于黏稠，振搗時氣泡很難排出。由于混凝土配合比不當(dāng)，導(dǎo)致新拌混凝土過于粘稠，使混凝土在攪拌時就會裹入大量氣泡，即使振搗合理，氣泡在粘稠的混凝土中排出也十分困難，因此導(dǎo)致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。

3由于混凝土和易性較差，產(chǎn)生離析泌水。為了防止混凝土分層，混凝土入模后不敢充分振搗，大量的氣泡排不出來，也會導(dǎo)致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。

4不合理使用脫模劑也是造成硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面的重要原因。

二、混凝土橋集常見的問題的解決對策

(一)改進施工技術(shù)，加強技術(shù)管理。橋粱施工技術(shù)管理是消除橋粱常見問題的前提條件。我們可以在施工前加強原材料的檢驗、試驗工作，施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工，明確分工，責(zé)任到人，加強計量監(jiān)測工作，定時檢查并做好詳細(xì)記錄，認(rèn)真對待澆筑過程中可能出現(xiàn)的冷縫，并采取措施加以杜絕，在實施的過程中，必須嚴(yán)格根據(jù)施工方案落實到位，加強插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護，同時加強初凝前的抹壓，可以消除初期裂縫，并可提高混凝土的抗拉強度。

(二)對橋梁裂縫的解決措施。溫度控制是預(yù)防橋梁產(chǎn)生裂縫的主要措施，主要有以下幾種：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夏天澆筑棍凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。3在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水進行內(nèi)部降溫。4嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度。橋梁的大體積混凝土澆筑最宜選在春秋季節(jié)施工，如果必須在夏季施工應(yīng)采取有效措施降低入模溫度，同時澆筑混凝土?xí)r最好不要讓混凝土在太陽下直接爆曬。5控制好拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，避免混凝土表面產(chǎn)生急劇的溫度梯度。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。

(三)加強混凝土的早期養(yǎng)護。混凝土的早期養(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫度、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮，另一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設(shè)計的強度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。從理論上分析。混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關(guān)鍵時期，對于混凝土的早期養(yǎng)護在施工中應(yīng)切實引起重視。

三、結(jié)束語

隨著混凝土橋梁的應(yīng)用推廣，它的施工中遇到的問題日益受到重視。經(jīng)過幾年時間的研究，我們已取得了相當(dāng)?shù)某晒＝窈笙嘈磐ㄟ^廣大橋梁工作者的努力，我國混凝土橋梁的施工技術(shù)會取得更大的進步。