李志強(qiáng)

中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司

鐵路橋梁大體積混凝土裂縫成因分析與質(zhì)量控制

李志強(qiáng)

中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司

隨著我國(guó)鐵路交通事業(yè)的飛速發(fā)展，高墩大跨鐵路橋梁也得到了很大進(jìn)步，大體積混凝土裂縫的控制已經(jīng)是鐵路橋梁建設(shè)必須解決的問(wèn)題。本文首先對(duì)鐵路橋梁大體積混凝土進(jìn)行了概述，然后分析了鐵路橋梁大體積混凝土裂縫的成因，最后提出了相應(yīng)的控制措施，以供相關(guān)同業(yè)人員參考借鑒。

鐵路橋梁；大體積混凝土裂縫；成因分析；控制措施

1 引言

在鐵路橋梁工程的建設(shè)過(guò)程中會(huì)大量用到大體積混凝土，然而大體積混凝土容易出現(xiàn)裂縫的缺點(diǎn)，會(huì)對(duì)混凝土的力學(xué)性能以及耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響，甚至于破壞混凝土的結(jié)構(gòu)，降低橋梁的使用壽命，威脅人們的生命安全。所以，在施工過(guò)程中，對(duì)大體積混凝土裂縫進(jìn)行有效控制，對(duì)確保橋梁的質(zhì)量具有重要意義。

2 鐵路橋梁大體積混凝土的基本概述

大體積混凝土實(shí)際上就是指混凝土的結(jié)構(gòu)具有比一般混凝土更大的體積，同時(shí)其結(jié)構(gòu)的斷面也要比普通的混凝土更厚。由于大體積混凝土在硬化的過(guò)程中，水化熱的釋放時(shí)間非常集中，且溫度也相對(duì)較高，通常會(huì)高于25℃，同時(shí)又因?yàn)榛炷恋捏w積比較大，散熱比較慢，這樣就極易造成混凝土結(jié)構(gòu)的變形，甚至于導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象，影響混凝土的力學(xué)性能以及耐久性。

3 鐵路橋梁大體積混凝土裂縫成因分析

3.1 水泥水化熱反應(yīng)的影響

由于在鐵路橋梁大體積混凝土的水泥水化硬化過(guò)程中，其內(nèi)部會(huì)在比較集中的時(shí)間內(nèi)散發(fā)出大量的熱量，這樣一來(lái)就會(huì)快速提升結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，水泥的水化熱溫度能夠高達(dá)70℃左右，尤其是橋梁建設(shè)施工中用到的體積較大的高墩臺(tái)混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與體積都非常大，散熱緩慢，造成結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度很高，并且產(chǎn)生溫度梯度的狀況，導(dǎo)致大體積混凝土的內(nèi)部形成較大的壓應(yīng)力，同時(shí)混凝土的外表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力，當(dāng)力度超過(guò)混凝土的最大抗拉限度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

3.2 干縮的影響

在鐵路橋梁的施工過(guò)程中，大體積混凝土進(jìn)行固化的過(guò)程同時(shí)也是混凝土中水的揮發(fā)過(guò)程，一旦失水過(guò)快，就極易出現(xiàn)干縮裂縫現(xiàn)象。與此同時(shí)，在鐵路橋梁的施工過(guò)程中，如果大體積混凝土的水灰比過(guò)大，也會(huì)導(dǎo)致干縮裂縫的現(xiàn)象發(fā)生。干縮裂縫現(xiàn)象主要表現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，裂縫普遍沒(méi)有規(guī)則，且縫寬普遍比較小，縫深也比較淺。但如果是由于水灰比偏大而造成的干縮裂縫現(xiàn)象，其縫寬就會(huì)比較大且比較深。此外，在鐵路橋梁的施工過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，澆筑時(shí)間比較長(zhǎng)的大體積混凝土也會(huì)出現(xiàn)表面裂縫的現(xiàn)象。

3.3 外界氣溫變化的影響

針對(duì)鐵路橋梁建設(shè)過(guò)程中的大體積混凝土施工來(lái)講，外界氣溫的變化是導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫的一個(gè)重要原因。實(shí)際上與外界氣溫具有直接關(guān)系的就是大體積混凝土的澆筑溫度，澆筑溫度通常情況下會(huì)隨外界溫度的升高而升高，也會(huì)隨外界溫度的降低而降低，這樣一來(lái)就會(huì)增加大體積混凝土的內(nèi)外溫差梯度。一旦外界氣溫出現(xiàn)快速下降的情況，則就造成較大的溫度應(yīng)力產(chǎn)生，從而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

3.4 沉降的影響

在鐵路橋梁的施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生大體積混凝土模板的剛度達(dá)不到相關(guān)要求或者是支撐間距比較大等問(wèn)題，導(dǎo)致混凝土發(fā)生沉降現(xiàn)象，造成裂縫產(chǎn)生。對(duì)于大體積混凝土施工過(guò)程中出現(xiàn)的沉降裂縫現(xiàn)象，施工人員必須加強(qiáng)地基建設(shè)，不管是材料還是設(shè)備的購(gòu)進(jìn)與使用一定都要符合相關(guān)規(guī)章制度的要求，降低大體積混凝土出現(xiàn)沉降裂縫現(xiàn)象的概率，確保鐵路橋梁工程的施工質(zhì)量。

4 鐵路橋梁大體積混凝土裂縫的控制措施

4.1 對(duì)施工材料和施工工藝加強(qiáng)控制

在鐵路橋梁的建設(shè)過(guò)程中，對(duì)大體積混凝土施工所需的原材料要求非常高，特別是對(duì)材料中需要加入的其他原料的比例更是十分嚴(yán)格，因此，在大體積混凝土的施工過(guò)程中，一定要根據(jù)實(shí)際施工的需要，對(duì)材料進(jìn)行合理配置，使大體積混凝土的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求都滿足鐵路橋梁工程的需要。與此同時(shí)，對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，也要注意必須按照實(shí)際情況選擇施工工藝，并且嚴(yán)格根據(jù)施工的要求進(jìn)行施工，在施工過(guò)程中最好分段分層的進(jìn)行澆灌，使得混凝土的分布情況更加均勻，不易受到外界因素的影響，盡量達(dá)到大體積混凝土不出現(xiàn)裂縫的目的，確保工程的施工質(zhì)量，提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益與社會(huì)效益。

4.2 對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制

在施工過(guò)程中，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)混凝土中的溫差進(jìn)行預(yù)測(cè)，并使施工人員了解到結(jié)構(gòu)沿厚度方向的溫度以及隨混凝土齡期的變化情況，從而在施工過(guò)程中將混凝土的溫度控制在不會(huì)出現(xiàn)裂縫的區(qū)間內(nèi)，進(jìn)行有效控制。

4.3 進(jìn)行合理的施工設(shè)計(jì)

要想確保鐵路橋梁的建設(shè)質(zhì)量，就必須對(duì)大體積混凝土的裂縫進(jìn)行有效控制，這就需要施工企業(yè)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行科學(xué)合理的混凝土施工設(shè)計(jì)。在施工過(guò)程中施工人員可以依照大體積混凝土中鋼筋布置的具體情況，在可能會(huì)產(chǎn)生裂縫的地方進(jìn)行一些斜筋的設(shè)置，大大提升大體積混凝土中鋼筋的承受耐力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積混凝土裂縫的控制，提高鐵路橋梁的施工質(zhì)量。

4.4 制定科學(xué)合理的具體施工方案

鐵路橋梁建設(shè)過(guò)程中大體積混凝土的裂縫控制，需要科學(xué)合理的施工方案作為基礎(chǔ)。在制定施工方案之前，必須多聽(tīng)取經(jīng)驗(yàn)豐富的管理人員、技術(shù)人員以及施工人員的意見(jiàn)，并且根據(jù)施工地區(qū)的實(shí)際情況，總結(jié)規(guī)劃出因果分析圖以及遇到特殊情況的對(duì)策表，使得施工方案能夠適應(yīng)工程的建設(shè)需要，并且在遇到問(wèn)題時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)解決。例如，在施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)使用溫差控制方法相同，而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力卻不同，造成部分大體積混凝土開(kāi)裂，而部分卻不開(kāi)裂的現(xiàn)象發(fā)生，這就是因?yàn)榇篌w積混凝土結(jié)構(gòu)所處的結(jié)構(gòu)尺寸、配筋以及基礎(chǔ)約束等具體條件不同而導(dǎo)致的。因此，必須對(duì)大體積混凝土的具體施工方案進(jìn)行有效控制，以保證鐵路橋梁的施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鐵路橋梁建設(shè)過(guò)程中大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的成因多種多樣，控制裂縫產(chǎn)生的方法也需要針對(duì)具體情況而定。雖然在長(zhǎng)期的施工過(guò)程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多有效應(yīng)對(duì)裂縫發(fā)生的方案，并且也在鐵路橋梁的建設(shè)施工過(guò)程中進(jìn)行了實(shí)踐，但是，大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的成因以及防治措施都還有待進(jìn)行進(jìn)一步研究，這對(duì)我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展而言意義重大。

[1] 劉輝.橋梁工程中大體積混凝土裂縫的成因與控制分析[J].交通世界(上旬刊),2016(7).

[2] 范再興.橋梁工程中大體積混凝土裂縫的成因與控制[J].黑龍江交通科技,2009(6).