混凝土技術在路橋施工過程中的應用

王天江

摘要：在路橋工程項目中，混凝土質量問題也是非常嚴重的，通常情況下工程會出現結構裂縫，在很長一段時間內這個難題困擾著很多技術人員。文章對路橋施工中發生的有關混凝土問題進行探討，主要分析了引起混凝土發生結構裂縫的因素，并探討了一些相應的解決辦法。

關鍵詞：混凝土技術；路橋施工過程；結構裂縫

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0071-02

在交通基礎設施的建設中，各種形式的橋梁建筑是出現最多的，它們的建筑材料主要是混凝土，它的優點雖然不少但如果在施工中沒有對混凝土性能做深入的分析，工程在短時間內就會發生各種問題，結構裂縫就是很常見的一種，使人們在使用時總是擔心會發生事故，在以往的施工中也采取過一些措施，但裂縫問題一直無法得到解決，給施工單位造成很大的損失。

1 有關混凝土在路橋工程中的各種問題

路橋的裂縫問題很嚴重，有時會造成路橋垮塌給使用者的安全造成威脅，路橋建造過程中混凝土既是建造材料又是問題的根源，所以路橋工程的技術人員要解決這個問題就得先從混凝土本身如性能入手。首先來看問題表現在哪些方面。

抗拉力性能，路橋工程中使用的混凝土是普通混凝土，它的原材料有水泥、碎石、砂、水，把它們加水攪拌后就可以做灌注用了例如橋梁或者是橋面。砂、石在混凝土內部起著支撐整個混凝土結構和阻止其收縮的作用，水泥漿填充在它們與骨料之間并包裹著骨料。水泥漿能潤滑砂、石與骨料三者之間的結合并使它們具有較好的工作性能，這種混凝土混合物經過較短的一段時間就會硬化，形成堅硬的整體有像天然石頭那樣的承載力，但是水泥、碎石它們性能比較脆，沒有多大的抗拉力當混凝土受到很小的拉力或其他作用力時就會產生裂縫。這是混凝土原材料自身的性能問題。

彈性性能，普通混凝土抗壓性能非常好，抗壓能力在7.5-60MPa范圍內，如果在攪拌時加入減水劑與礦物摻合料，抗壓能力將提高到超過100MPa。但是該混凝土彈性不好，如果加在路橋面的壓力非常大而且不均勻，這就使路橋工程的某一部位壓力過大而抗壓性能下降，久之就會產生裂縫。

熱脹冷縮也是普通混凝土的一個特性，受到外部環境和內部溫度變化的共同作用，混凝土將會收縮，也就是發生變形當它受到阻止時則會在混凝土內部產生一個方向向外的應力，前面說過混凝土的抗拉性能較差，應力過大時混凝土表面就會產生裂縫。實際情況中普通混凝土容易發生結硬現象，混凝土表面的水分慢慢的被蒸發出來導致表面部位濕度降低，體積減小變形增大，但是混凝土內部的水分損失很小，這樣就造成了內外不均勻收縮，混凝土內部阻止了外部的的收縮變形使混凝土表面部位受到較大的拉力，而且這種拉力很容易超過混凝土的抗拉強度，這就是混凝土表面產生裂縫的原因了。

通常情況下混凝土結構施工完后，有關技術人員會對它的承重能力做一下評估，并計算出它詳細的承重范圍然后記錄在交底方案里面，最終路橋工程的質量如果符合規范標準，就能夠投入使用了。這時有關部門會對混凝土的承重能力作出規定，把交底方案中測量與計算出來的有關數據作為承重限制，必要時采取強制性措施確保使用安全。所以，精確地測量與計算承重能力對路橋工程的使用是非常重要的，因為路橋在使用過程中它的稱重范圍是以交底方案中所記錄的數據為參考的，后期對混凝土的養護與維護是以結構的承重范圍為對象的。所以對承重范圍的計算一定要準確，如果少算或漏算問題是很嚴重的，路橋使用過程中就會發生通行車輛的總重量超過路橋的承重能力，這就使路橋極易發生開裂嚴重時會倒塌。另外，如果混凝土中的鋼筋骨架捆綁誤差很大，就會減小混凝土的表層厚度，從而降低對混凝土結構的保護；混凝土攪拌時的密度差異和不同部位澆筑速率的不同都會引起裂縫問題的產生。

2 混凝土在橋梁工程中的裂縫問題

橋梁結構產生裂縫的原因有很多，并且大都是多條因素共同作用的結果，對于這些因素大體上可以分為以下幾種。

在平時的靜、動兩種荷載和對外應力引起的裂縫就是荷載裂縫，應力有兩種一個是直接的一個是次應力，直接裂縫是由外荷載造成直接應力的結果，次裂縫就是針對于次應力來說的。

由于混凝土的熱脹冷縮性，混凝土結構內、外部溫度發生變化，如果這種變化過大就會使混凝土表面產生裂縫，有些橋梁的跨度較大溫度應力遠遠超過橋梁的抗拉強度。溫度裂縫跟其它裂縫不同，裂縫大小會根據溫度的不同而改變。

大多數橋梁工程中，混凝土的收縮裂縫是最常見的，在收縮形變中塑性和縮水是引起混凝土發生體積改變的主要因素?；炷翝仓甏蟾?-5個小時后，混凝土中的水泥會發生水化反應，經過泌水與蒸發混凝土發生收縮，但這時還沒有完全硬化，這個時候的收縮就稱為塑性收縮，這種收縮給混凝土結構造成很大的損壞，骨料下沉至鋼筋位置就會形成一條沿著鋼筋方向的裂縫；此外在構建的截面處混凝土沉實有別，表面也會產生裂縫順著腹板方向。再來說說縮水現象，它跟前面所說收縮裂縫的形成原因、過程是一樣的，縮水收縮多是在硬化后才發生的；尤其是有的構建中鋼筋配置較多，縮水情況更加常見。至于別的收縮種類還有自生和碳化兩種。

混凝土的施工工藝也是一個重要方面，在澆筑、構件制作、起模等其他各個過程中，施工的工藝與質量問題很容易引起縱向、橫向等其它種類的裂縫，尤其是那種薄壁型的裂縫。

橋梁地基問題如沉降不平或發生位移，使結構內部產生附加應力導致結構發生裂縫。地質問題、基礎種類問題和荷載差異等其他問題都有可能使地基發生變形、裂縫。

3 防止混凝土發生裂縫所采取的措施

對于橋梁混凝土發生的裂縫問題，原因可以總結為三個溫度變化、收縮形變與抗拉強度，施工時可以從下面的措施入手來減少和阻止裂縫的發生。

從施工質量的角度來說，水泥種類的選擇和用量的控制是很重要的。一般情況下最好選用525R、425R這兩種高標號的普通水泥，對于水泥的用量要適當減少；對骨料的級別配置要做到正確和嚴格控制，還有骨料的含泥量；選擇合適的減水劑并把它和混凝土混合物做出合適的配比；對于預埋件要增加數量和施工前的準備。

施工時對于溫度的控制，要減小溫度變化所產生的應力可以從兩個方面開始，一個是控制溫度，一個是改善限制條件?？梢圆扇〉拇胧┯羞@幾種：攪拌混凝土過程中用水沖刷碎石，這在一定程度上降低了澆筑時混凝土的溫度；夏天施工時降低澆筑的厚度，這樣在混凝土硬化之前可以利用混凝土表面散熱；還可以在澆筑時鋪設水管，當冷水流過水管時對混凝土內部就起到降溫作用；在對混凝土進行灌注時要控制好溫度。

做好橋梁工程的養護與維護工作。由以往的經驗可知，混凝土表面的裂縫最常見的特點是深度不同，主要是由于溫度在不同范圍內的變化引起的，溫度的驟然變化也很容易使混凝土發生裂縫，所以嚴格控制溫度對防止混凝土早期的裂縫非常有用。對于溫度變化引起的應力，控制好溫度要做到以下幾個方面：采取措施減小內外部的溫度差異和混凝土表層的溫度梯度變化；采取措施使混凝土的溫度不至于太低，在施工時要使它的最低溫度接近在施工周期內的穩定溫度。

4 結語

這些年來混凝土路橋在交通基礎建設中的運用越來越多，推動了交通基礎設施的發展?，F在橋梁工程的施工中混凝土結構是一種非常重要的應用，它的建造和施工成本較低、有一定的觀賞性、能承受較大的載荷，方便進行各種裝飾。隨著我國交通基礎設施的建設與發展，混凝土技術的應用越來越廣泛。

參考文獻

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