試論混凝土技術在路橋施工過程中常見問題及對策

廣西捷通路橋勘察設計有限責任公司 廣西南寧 530000

摘要：隨著公路和橋梁的增加，橋梁工程質量的優與劣，直接關系到群眾的生命安全。作為大多數橋梁隧道工程骨架的鋼筋混凝土結構，存在于工程的各個部位，因此要提高橋梁隧道工程質量的重中之重就是提高混凝土工程的質量。

關鍵詞：混凝土技術；橋梁施工；常見問題；對策

隨著我國橋梁建設工程項目的增多，建設速度越來越快，而公路建設市場又逐步地放開，橋梁工程因此而埋下了質量隱患。特別是一些施工難度高而且結構復雜的橋梁，質量問題尤其嚴重。

1、混凝土路橋的一般特點

混凝土路橋主要分為兩種，一種是鋼筋混凝土和預應力混凝土梁式橋，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合在一起構建而成。根據混凝土受預壓程度的不同，預應力混凝土結構又可分為全預應力和部分預應力兩種。近年來國外已有在鋼筋混凝土梁內部分地施加少量預應力以提高梁的裂縫安全度，此種結構稱為預應力鋼筋混凝土結構。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應力混凝土梁式橋。

1.1鋼筋混凝土梁式橋的一般特點

采用鋼筋混凝土材料建造的橋梁具有能就地取材、工業化施工、耐久性好、可模性好、適應性強、整體性好以及美觀等各種優點。不足之處是結構本身自重大，占全部設計載荷的30%～60%，跨度越大自重所占的比值更顯著增大。鑒于材料強度大部分為結構本身的重量所消耗，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。抗裂性差，修補也比較困難。

在公路建設中，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，在技術經濟上合理的最大跨徑為20m，懸臂梁與連續梁橋合宜的最大跨徑為60m～70m。

1.2預應力混凝土梁式橋的一般特點

預應力混凝土可看做是一種預先儲存了足夠壓應力的新型混凝土材料，預應力混凝土梁式橋除了具有前述鋼筋混凝土梁式橋的特點外，還具有以下重要特點：

1）能最有效地利用現代化的高強材料，減小構件截面尺寸，顯著降低自重所占全部作用效應設計值的比重，增大跨越能力，并夸大混凝土結構的使用范圍；

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

3）全預應力混凝土梁在使用載荷下不出現裂縫，即使是部分預應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，能把大跨徑梁橋構建的更加美觀；

4）根據需要，可在徑向和橫向等施加預應力，使裝配式構件結合成整體，這就擴大了裝配式梁橋的使用范圍，提高了運營質量。

2、混凝土在路橋施工中常見的問題

近年來，我國交通基礎建設得到迅猛發展，各地興建了大量的混凝土路橋。在路橋建造和使用過程中，因出現裂縫而影響工程質量甚至導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的問題，經常困擾著橋梁工程技術人員。這些問題主要表現在以下幾個方面。

2.1抗拉力不強

普通混凝土是由水泥、碎石或卵石、砂和水拌合，經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，硬化后將骨料膠結在一起，形成堅強的整體，但是水泥、石子和砂石是易脆性的材料，抗拉力不強，當混凝土受拉或受彎，在很小的拉應力下就會開裂。

2.2彈性不好

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

2.3收縮易變形

普通混凝土具有熱脹冷縮的性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土也將發生收縮變化。然而，收縮容易導致變形，若變形遭到約束，則會在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在實際施工中，普通混凝土很容易結硬，結硬之后，混凝土中的水分子逐步蒸發，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，內部損失慢，就產生了表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力。當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產生收縮裂縫。

2.4耐久性較弱

耐久性曾被認為是普通混凝土的優點，隨著普遍的應用后問題的出現，以及科研力的增強，發現了普通混凝土的耐久性并不強，反而較弱。耐久性包括三個方面：

1）抗滲性，指混凝土抵抗壓力水滲透的能力，普通混凝土的抗滲性還是非常強的；

2）抗凍性，是指混凝土在使用的環境中，經受多次凍融循環作用，能保持強度和外觀的完整性的能力。普通混凝土的抗凍性很弱，當氣溫在零度以下時，混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，就會出現裂縫；

3）抗侵蝕性，指在酸、堿、鹽等環境中對水泥石的侵蝕所表現出現的免疫力。

隨著環境的惡化，再加上混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護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、保證混凝土質量及控制裂縫的措施

3.1混凝土施工的質量保證措施：

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

2）嚴格控制骨料級配和含泥量；

3）選擇適當的外加劑和合適的配合比；

4）增加適當的預埋件。

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

1）拌合混凝土時用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

2）夏天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

3）在混凝士中埋設水管，通入冷水進行內部降溫；

4）嚴格控制混凝土的入模溫度。

3.3加強混凝土的早期養護：大量實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數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。從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：

1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面產生梯度；

2）防止混凝土超冷，應盡量設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、結語

在公路橋梁工程中，混凝土工程占據著重要的位置，提高鋼筋混凝土結構耐久性是一項系統工程，要從設計、選材與施工、維護各個環節著手，對于新建橋梁，建議進行鋼筋混凝土結構的預防性保護；對于已經發生病害的橋梁，在進行病害治理的同時，還要做表面的防護，以延長結構的使用壽命。總之，在路橋施工過程中的鋼筋混凝土質量必須控制好，只有這樣才能保證建筑工程的安全，保證千家萬戶的安全。