李高、王昊

（中交第三航務工程局有限公司南京分公司，江蘇南京210000）

0 引言

在道路橋梁和渡河工程項目的施工過程中，混凝土材料的備料、澆筑及夯實，會被物化因素及地質環(huán)境限制，不能及時發(fā)揮原有設計方案中的指定功效。部分混凝土材料在施工現(xiàn)場的應用過程中，很容易引發(fā)結構裂縫和不均勻性沉降等質量問題。因此，需要及時采取加固措施。

1 道路橋梁和渡河工程中混凝土加固的意義

隨著國家基礎設施建設的不斷完善，道路橋梁和渡河工程作為交通發(fā)展中不可或缺的因素，也處于快速發(fā)展的階段。尤其是近年來，道路橋梁和渡河工程的數(shù)量飛速增長，為了適應當下的需求，構建結構愈加復雜，規(guī)模也不斷擴大?；炷潦堑缆窐蛄汉投珊庸こ讨械闹匾M成部分，其質量直接關系著道路橋梁和渡河工程的質量，其制備過程并不是簡單的配比融合，因為各種材料配比的先后順序、配比方法也會影響混凝土的性能和質量。此外，道路橋梁和渡河工程的建設還關系社會經(jīng)濟的發(fā)展。因此，在施工中要加強對施工技術、施工質量的要求，重視加強混凝土的加固，這是未來建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

2 道路橋梁和渡河工程中混凝土加固的原則

在眾多道路橋梁和渡河工程建設項目中，混凝土是非常關鍵的施工材料之一，它能夠間接影響道路橋梁結構的穩(wěn)固性及承載能力[1]。在鋼筋混凝土結構的道路橋梁和渡河建設工程項目中，施工現(xiàn)場的地理、地質條件并不穩(wěn)定，因此需要選用科學、合理、安全、可靠的混凝土加固技術方案和結構設計方案。在道路橋梁和渡河工程建設項目中，混凝土結構的加固原則主要有涵蓋可靠性、經(jīng)濟性、先進性等。根據(jù)道路橋梁和渡河工程建設項目的具體實施內(nèi)容，混凝土材料集中應用于地基的基礎施工、主體橋梁結構施工以及預應力施工環(huán)節(jié)中，部分施工單位會根據(jù)施工現(xiàn)場各個工序的材料應用需求，進行現(xiàn)場備料以及存儲管理，保障混凝土的實際應用質量在施工質量管控標準范圍內(nèi)[2]。

因此，在選用各項混凝土加固技術工藝的過程中，需要對各項施工建設要素進行客觀評估及定量有限元分析，從而保障混凝土材料的制備成本和實際施工應用成本的可控性、安全性及可靠性。尤其是在地理、地質條件比較復雜的施工區(qū)域內(nèi)，選用先進、可靠的混凝土加固，應建立在全面、可持續(xù)施工管控指標的基礎上，還需要及時篩查施工現(xiàn)場的各項安全隱患和材料、設備的質量風險。

3 道路橋梁和渡河工程中混凝土穩(wěn)固性的影響因素

3.1 混凝土碳化

在道路橋梁和渡河工程建設項目中，混凝土材料的實際應用比例相對較高，但混凝土碳化現(xiàn)象會直接影響該材料的整體穩(wěn)固性，不僅會對備料及澆筑環(huán)節(jié)造成一定的破壞，還會對后期養(yǎng)護管理工作的效果帶來不良影響。很多混凝土結構的原材料中，堿性物質的占比偏高，尤其對石灰石、粗、細骨料、集料等原材料的實際配合比而言，會對混凝土內(nèi)部結構的穩(wěn)定性及水化熱現(xiàn)象產(chǎn)生一定影響[3]。

通過光譜衍射測試實驗,不斷優(yōu)化中心頻率處的輸入阻抗值及LC參數(shù)值,觀察不斷優(yōu)化的阻抗匹配電路對光譜衍射強度的影響,根據(jù)衍射強度確定最佳阻抗匹配點。在60 MHz～200 MHz的AOTF工作范圍內(nèi)對光譜衍射強度數(shù)據(jù)進行抽樣采集并處理,并將抽樣的衍射強度圖進行擬合[5-6],最終在優(yōu)化匹配阻抗下其衍射強度如圖8所示,優(yōu)化阻抗的光譜衍射強度比理論阻抗的衍射強度波坑下降更深,光譜衍射強度越大,則光譜分辨率及成像清晰度越高。

利用放電聲音識別來檢測高壓開關柜絕緣破壞情況,其核心思想是通過對放電聲音訓練樣本進行訓練,劃分樣本空間,完成分類器的設計,從而提高放電聲音的識別率,其系統(tǒng)結構圖如圖1所示。首先,采集高壓開關柜絕緣破壞放電聲音訓練樣本;然后對訓練樣本預處理,提取能量特征和顯著性特征作為混合特征參數(shù),劃分樣本空間,完成分類器的訓練;最后,將待測放電聲音進行同樣的預處理、特征參數(shù)提取后送入分類器完成最終的檢測識別。經(jīng)過訓練的分類器可以識別出高壓開關柜絕緣破壞時的放電聲音,從而進行實時故障檢測,實時顯示高壓開關柜的工作狀態(tài)。

3.2 鋼筋腐蝕

2.4.2 重復性試驗 取橘葉藥材（S14），分別按“2.3”方法平行制備6份供試品溶液，按“2.1”色譜條件進樣分析。以橙皮苷為參照峰，各共有峰相對保留時間的RSD＜1.0%，相對峰面積的RSD＜5.0%。結果表明，方法重復性良好。

一起案件，開庭兩次，這種情況不多見，但也絕不少見。但是兩次庭審之間，時間跨度達一年之久的，著實不多。這約一年的時間里，李凌所做的就是不厭其煩地翻看卷宗和整理證據(jù)，李凌說：“那段時間，我每天就是躺在床上了，腦子里都在回想案情，一想到有什么錯漏，我就馬上爬起來看卷宗?！?/p>

3.3 凍融循環(huán)

在道路橋梁和渡河工程建設項目的不同階段，對混凝土材料結構的加固措施要以防治為核心，參建方應進一步加大工程的檢測力度，不僅對施工材料進行進場質量檢測，還要前置到材料的采購和運輸環(huán)節(jié)中，逐步形成可溯源的施工質量監(jiān)管模式。

2.2.3.1 參評因素賦值及隸屬函數(shù)建立 對定性因素采用DELPHI法劃分各參評因素的等級，根據(jù)各參評因素等級或實測值對耕地地力及作物生長的影響進行評估，確定其相應的分值及對應的隸屬度。對定量因素利用統(tǒng)計分析軟件繪制數(shù)值散點圖，并進行曲線模擬得到參評因素的實際值與隸屬度關系的方程，最終構建各參評因素隸屬函數(shù)。

3.4 氯離子腐蝕與堿骨料反應

在眾多道路橋梁和渡河工程建設項目中，施工現(xiàn)場周邊區(qū)域的水蒸氣含量相對較高，部分地區(qū)還會與河海等水域相連，因此，海水中的氯離子會直接影響堿性混凝土材料內(nèi)部分子結構的穩(wěn)定性，對道路橋梁主體結構的穩(wěn)固性、安全性及可靠性造成不良影響。例如，某道路橋梁距離海邊較近，溫度較高時由于海水蒸發(fā)，空氣較為濕潤，氯離子會通過分子擴散與混凝土發(fā)生化學反應，進而對混凝土結構產(chǎn)生破壞。

在對混凝土制備原材料進行工程質量檢測的過程中，需要合理運用無損檢測技術及抽樣檢測方法，綜合預判、識別、分析各類質量風險因素，并對后續(xù)加固措施的實際應用效果進行動態(tài)監(jiān)測和模擬分析。加大工程的檢測力度，是充分保障工程建設項目順利投入使用的關鍵性基礎措施。在實際檢測過程中，要采集橋梁各部位的材料和混凝土樣本進行分析，重視其配比和結構的科學性與合理性。此外，還應觀察道路橋梁工程以及渡河工程的混凝土材料的結構、強度是否改變，觀察橋梁等工程的損傷、裂縫部位，測量裂縫的深度、范圍及密集程度，判斷其是否會影響橋梁的整體質量。

4 道路橋梁和渡河工程中的混凝土加固措施

4.1 加大工程檢測力度

在很多地理、地貌條件比較特殊的城市和鄉(xiāng)村，凍融循環(huán)是非常常見的外在風險因素之一，對該地區(qū)的土壤地質成分也會造成一定影響。凍融循環(huán)現(xiàn)象主要集中出現(xiàn)在我國北方地區(qū)，當施工中遇到溫差較大的天氣或在冬季施工時，會對鋼筋混凝土結構的內(nèi)部物化性能指標和分子運動狀態(tài)造成一定負面影響，混凝土結構內(nèi)部原材料配合比存在的差異，也會在具體物化性質層面進一步凸顯出來，熱脹冷縮、非結構性裂縫等質量問題也會出現(xiàn)。部分施工技術人員會對容易產(chǎn)生凍融循環(huán)的工程項目進行整體結構保護和鍍膜處理，但是這樣并不能完全避免混凝土內(nèi)部結構的變化。根據(jù)凍融循環(huán)的物理和化學反應原理，道路橋梁和渡河工程建設項目的鋼筋混凝土結構內(nèi)部的含水量，需要嚴格控制在合理范圍內(nèi)，并在結構內(nèi)部和外部分別采取加固保護措施，從而減少質量問題，有效降低凍融循環(huán)問題出現(xiàn)的概率。

在眾多道路橋梁以及渡河工程建設項目中，鋼筋混凝土結構的實際應用比例普遍偏高，因此鋼筋的腐蝕問題也非常嚴重，直接影響了道路橋梁主體結構的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。尤其在較為復雜的施工區(qū)域，主體道路橋梁結構的承載力會受到施工材料和機械設備資源的限制和約束，也會間接引起更多的施工質量問題?；炷林械匿摻钜坏┞┏?，極易在雨水等潮濕環(huán)境下發(fā)生銹蝕病害，破壞鋼筋的鍍化保護層結構[4]。鋼筋生銹會破壞鋼筋內(nèi)部的金屬離子結構，影響鋼筋的剛度、彈性模量等數(shù)據(jù)指標，一旦出現(xiàn)鋼筋體積膨脹，就會造成鋼筋變形，嚴重時甚至會出現(xiàn)鋼筋斷裂的現(xiàn)象，影響橋梁的質量，降低橋梁的使用壽命。根據(jù)道路橋梁和渡河工程建設項目中的實際配筋比例，在嚴格篩選鋼筋材料的規(guī)格、性能等參數(shù)指標的過程中，也會受限于施工現(xiàn)場的環(huán)境。因此，在處理鋼筋腐蝕問題的過程中，部分施工技術人員會額外配置專用的鋼筋保護措施，并保障其表面的干燥及清潔度。但是在實際的使用過程中，也會受到很多外部地質因素的影響。

除此之外，水泥中的堿性硅酸鹽凝膠，也有很強的吸水性，容易造成混凝土發(fā)生膨脹，甚至導致混凝土碎裂，造成巨大損失。因此，部分施工單位會對施工現(xiàn)場區(qū)域內(nèi)的地質情況進行勘查，對各類施工技術方案和施工材料設備資源進行全面評估及定量有限元分析，從而減少此類質量問題的產(chǎn)生。此外，施工單位還需要避免影響周邊水域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在現(xiàn)場制備水泥混凝土等關鍵施工材料的過程中，應嚴格管控各類施工材料和設備資源的存儲條件，確保氯離子與堿骨料不會產(chǎn)生化學反應。

4.2 選用科學、合理的混凝土加固技術

在道路橋梁和渡河工程建設項目中，施工單位需要選用科學、合理的混凝土加固技術，從內(nèi)到外有效增強混凝土結構的穩(wěn)固性、安全性及可控性。很多工程建設項目的施工區(qū)域環(huán)境并不穩(wěn)定，因此，在選用混凝土加固技術的過程中，需要對施工技術方案和設計圖紙中的相關要求及標準進行客觀評估和統(tǒng)計分析，以免影響施工的經(jīng)濟性和安全性。

混凝土材料的碳化現(xiàn)象，與其內(nèi)部堿性物質的酸化反應直接相關，空氣中的二氧化碳及其他酸性物質比例偏高，會直接影響混凝土結構內(nèi)部的完整性及正常的分子運動?；炷敛牧系奶蓟^程，集中體現(xiàn)在澆筑、夯實以及后期的養(yǎng)護管理過程中，對各類工程結構的穩(wěn)定性和承載力指標造成負面影響。混凝土材料的碳化現(xiàn)象，還會使內(nèi)部的力學結構及構件材料再次氧化，對各類金屬和非金屬材料都會造成一定程度的破壞。混凝土碳化問題，是嚴重影響道路橋梁和渡河結構穩(wěn)固性的關鍵因素之一。

選用科學、合理的混凝土加固技術措施，可以從外部粘貼、加大截面、外包鋼等不同的角度進行優(yōu)化和完善，但要盡量避免破壞原有鋼筋混凝土結構的內(nèi)部分子運動條件以及壓力密度指標。選用科學、合理的混凝土加固技術，是保障道路橋梁主體結構的穩(wěn)定性和抗震性的關鍵工作，因而需要進一步調整對施工現(xiàn)場環(huán)境的綜合監(jiān)管方法，以免影響主體力學結構各項數(shù)據(jù)參數(shù)指標的可控性。

4.3 推廣、使用新型加固材料

隨著時代的發(fā)展，市面上的新型材料越來越多，對其進行合理運用，能實現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)約資源、提高施工質量及效率的目標。在道路橋梁和渡河工程建設項目中，推廣、使用新型加固材料，能夠顯著降低施工材料的重復采購成本，保障工程項目各工序的順利推進，符合經(jīng)濟環(huán)保、安全質量等施工管控要求。

新型加固材料，主要涵蓋高性能混凝土材料（HPC 材料）、耐久性改善劑、引氣劑等，但是這些新型加固材料對混凝土結構所產(chǎn)生的作用存在一定的差異。其中，高性能混凝土材料能夠進一步提升鋼筋混凝土材料的滲透性，水灰比相對較低，強度指標與耐久性指標的表現(xiàn)力更強勁，能夠減少傳統(tǒng)混凝土材料的損耗，顯著減少凝膠材料與骨料材料之間的縫隙。后兩種新型加固材料，則能夠對周邊水域道路橋梁主體結構的強度產(chǎn)生正向影響力，加強鋼筋混凝土的密實性及滲透能力，保障鋼筋混凝土結構內(nèi)部分子和離子的穩(wěn)定運動。具體來說，耐久性改善劑的運用，能夠增加混凝土的耐酸性和抗凍性，并在一定程度上避免混凝土出現(xiàn)干縮情況。引氣劑的運用則可以提高混凝土的密度，增強道路橋梁和渡河工程的抗凍性，其更適合應用于北方的工程，具體應結合地域特點靈活運用。

4.4 加強對橋梁的檢查和維護

在道路橋梁和渡河工程施工結束后，為了延長橋梁的使用期限，后期的檢查和維護非常重要。對橋梁的檢查和維護可以從兩方面入手：一方面，對橋梁進行綜合性檢查。維護人員需要結合橋梁的資料和數(shù)據(jù)詳細勘察，并制定系統(tǒng)化的維護與加固方案。在此過程中，維護人員要結合橋梁的用途、材料、性質、當?shù)氐刭|條件、濕度環(huán)境等綜合考量。比如，維護人員要在橋梁投入使用后，對鋼筋混凝土式橋梁的具體質量和混凝土強度進行勘察?？辈鞎r可以使用回彈儀當場測定，也可以在現(xiàn)場收集橋梁樣本，帶回試驗室進行精密檢測。除此之外，還應定期對混凝土的腐蝕情況進行檢查，如果在檢查中發(fā)現(xiàn)裂縫、侵蝕、風化等問題，則要結合具體情況分析，找出原因，并提出解決措施。另一方面，還要加強對橋梁的養(yǎng)護工作。道路橋梁和渡河工程占地面積較大，對其產(chǎn)生危害的外界因素和潛在因素較多。因此，對橋梁的養(yǎng)護就顯得格外重要，技術人員應結合養(yǎng)護與防治原則，堅持定期開展相關工作。值得注意的是，在養(yǎng)護工作中，要加強對混凝土結構的研究，防止因混凝土結構不符合要求而影響橋梁的使用年限。

5 結語

由于道路橋梁和渡河工程的混凝土工程是非常重要的組成部分，因此需要對其常見的質量問題和安全風險問題進行深入分析，其中混凝土碳化、鋼筋腐蝕、凍融循環(huán)、氯離子腐蝕與堿骨料反應都是實施混凝土加固作業(yè)的主要原因。施工單位需要對以上問題的針對性解決措施進行全面整合，并從加大工程檢測力度、選用科學合理的混凝土加固技術、推廣使用新型加固材料、加強對橋梁的檢查和維護等多個層面進行混凝土加固施工管理工作。