混凝土橋梁耐久性設計與施工關鍵技術研究

肖小鈴

（招商局重慶交通科研設計院有限公司，重慶 400067）

1 引言

混凝土在橋梁工程中的應用較為廣泛，材料方面具有良好的耐久性，但對于混凝土橋梁而言，其耐久性是橋梁結構整體的耐久性。在混凝土橋梁設計過程中要關注整體結構的耐久性，掌握現場施工技術關鍵，及時處理混凝土材料、結構中存在的問題，提升混凝土橋梁的整體穩定性。

2 優化混凝土橋梁耐久性設計的主要措施

2.1 優化上部結構設計

混凝土橋梁橋面鋪裝與外部載荷會直接接觸，必須做好排水處理，而且橋面鋪裝會隨主梁傳遞應力和撓變，容易產生早期橋面破損病害，若不能及時排水會侵蝕橋梁主筋。混凝土橋梁鋪裝與主梁發生剝離時，主梁的受力性能、橋梁的耐久性及安全性都會受到嚴重影響。混凝土橋梁橋面防水層是主梁防水的首道防線，混凝土橋梁施工過程中，不能僅僅使用防水混凝土，其作為一種剛性較強的防水層，若出現裂縫問題，防水性能會顯著下降。

2.2 關注橋梁結構設計

在復雜建設環境下，混凝土外部形狀、應力需要盡量簡單，減少暴露在外的表面、棱角，可使用圓角代替部分棱角，各處的結構設計要保證形狀、布置利于通風，為后續施工中混凝土振搗、養護等工作提供便利，表面形狀應有利于排水。對于各處結構縫，要做好相應的構造設計，盡可能避開最不利部位，減少外部載荷作用下出現形變問題。可能遭受氯鹽侵蝕或處于干濕交替、水位變動等部位，設計時要注意采取有效的防腐措施，對于混凝土表面要進行防水、涂層、憎水等處理【1】。

2.3 控制主梁箱體積水

在混凝土橋梁中，主梁是混凝土橋梁的主要承力部件。結構設計的過程中，要對系統進行細致分析，優化關鍵部位設計，借助專業的理論計算提升設計成效，以便更好地滿足施工規范要求。

在混凝土橋梁使用過程中，經常會出現主梁箱體內積水的問題。這種積水會對混凝土結構橋梁的主梁預應力鋼筋產生損傷，導致混凝土橋梁主梁的安全性能下降。這一問題的產生一定程度上是因為主梁細節設計不科學，系統內的排水設置不合理，導致橋面積水無法在短時間內排除，通過梁頂縫隙流向箱體內部，最終匯集產生積水。

伸縮縫是混凝土橋梁的重要組成部分，對混凝土橋梁的伸縮性、行車舒適度等會產生直接的影響。在設計的過程中，如果對混凝土橋梁的主梁徐變考慮不周全，那么將會出現型號選擇不合適等問題，造成梁端在高溫時出現積壓而受損。在低溫時出現梁體被拉壞等現象【2】。

3 混凝土橋梁施工關鍵技術

3.1 材料選擇

橋梁工程中需要根據現場設計、施工需求選擇相應的水泥類型，盡量選擇含堿量低、水化熱低的水泥，所使用的礦物摻合料要滿足工程耐久性要求，各類優質的礦物渣、粉煤灰等均可選用。各類骨料要保證級配合格、堅固耐久、粒型良好，以便減少混凝土中的硅酸鹽水泥用量。

3.2 混凝土攪拌

所使用的混凝土可以選擇攪拌站生產的商品混凝土，現場可以使用小型攪拌站進行小規模處理，對于深水橋墩的基礎混凝土需要使用水上混凝土廠拌制。但無論使用何種方式進行混凝土處理，必須確保其混合均勻，保證石子表面包滿砂漿，各類顏色保持一致。混凝土拌制過程中，可能需要使用添加劑，添加劑使用前要將其調配成溶液，通過人工方式進行處理，然后使用其他材料進行拌勻。對于水灰比要進行嚴格管控，及時檢查、糾正混凝土坍落度、流動性。

3.3 現場工藝

3.3.1 模板

選擇表面平整、光潔度好的模板，安裝時要保證接縫嚴密、不存在漏漿問題。模板接縫處要采取有效防漏措施，拼裝完成后，要對拼裝縫進行處理，盡量消除拼接縫留下的印跡。模板的脫模劑可以使用成品脫模劑或使用工業油在現場進行配制，一般較為常用的成品脫模劑包括：乳化機油類脫模劑、甲基硅樹脂類脫模劑。乳化機油脫模劑使用前要用水進行調勻，甲基硅樹脂脫模劑用甲基硅樹脂加固化劑、稀釋劑配制而成，現場還可使用自制脫模劑，但不得使用廢機油。在進行脫模劑涂刷時，要合理控制涂刷總量，避免出現漏刷、過涂的問題，同時注意不要對鋼筋造成污染【3】。

模板拆除應根據實際情況進行確定，一般情況下，橋梁墩臺等結構要在混凝土施工結束后48h 拆模，現澆橋梁底模必須在混凝土強度滿足要求后才能拆模。模板拆卸順序與安裝過程中相反，拆下的模板要臥放在平整場地上，首先清除拼縫處混凝土漿水，板面清理干凈后再涂刷脫模劑，以備周轉使用。拆模時注意不要碰到混凝土邊角，避免造成混凝土損壞。

3.3.2 鋼筋

混凝土橋梁當中鋼筋是另一類重要材料，其對工程整體質量控制作用較為顯著。在鋼筋材料施工時，要注意鋼筋綁扎，注意將綁扎材料折向內側，避免外露污染混凝土表層。進行鋼筋加工時，相關材料種類、規格、型號要滿足相關標準、規范要求。在封模前，要做好砂漿墊塊、扎絲的清理工作。墊塊依照規范進行布置，并對其進行固定，避免在施工過程中出現位置變化。在對混凝土進行振搗時，要注意混凝土自重、振動等因素造成的鋼筋位置移動。

3.3.3 澆筑

在進行混凝土澆筑前，要先檢查、清理模板及支架，確保模板表面無雜物，尺寸滿足設計要求，支架剛度、穩定性滿足標準，并注意檢查鋼筋、預埋件的數量、位置、保護層厚度。在檢查完成后及時進行記錄，所涉及的各類材料、機具要提前進行準備。

混凝土入模過程中要避免出現離析，合理控制其傾落高度，然后根據現場施工構件的尺寸、內部鋼筋布置等合理選擇振動工具、方法，振動過程中每層澆筑厚度要嚴格依照標準規范進行控制，各點的振動時間要控制在有效范圍內，確保混凝土表面不出現沉降，避免出現過振、漏振等問題。

3.3.4 養護

在橋梁工程中，混凝土的養護是保證其強度、減少表面裂縫的重要措施。混凝土養護的主要方法包括自然養護、加熱養護、蓄熱養護等幾種方式。

自然養護是在自然氣溫條件下，對混凝土進行覆蓋、澆水、擋風、保濕等處理，其又包括草袋覆蓋澆水養護、塑料薄膜覆蓋養護2 種方式；蓄熱養護多在冬季開展，加熱養護用于冬季施工及預制構件的養護。因此，針對混凝土橋梁的養護情況要結合現場具體情況進行選擇【4】。

4 結語

混凝土橋梁設計過程中要重視橋梁耐久性，做好基礎施工的同時，采取有效措施提升混凝土橋梁細節優化創新，將混凝土橋梁耐久性設計作為一項系統性工作，影響混凝土結構耐久性的因素眾多，需要結合設計、施工、養護等過程，樹立全壽命設計的理念做好耐久性設計，在實際施工過程中掌握施工關鍵技術，確保混凝土橋梁使用壽命，為經濟、社會效益提升奠定基礎。