闫超
中铁广州工程局集团第三工程有限公司 广东肇庆 213200
摘要:科技在快速发展,社会在不断进步,铁路桥梁是我国交通中不可或缺的组成部分,铁路桥梁工程在我国现代化建设中起到重要的作用。为保证铁路桥梁的长久使用,需要对桥铁路梁进行加固。但无论是铁路桥梁的加固工作或是铁路桥梁的日常使用,桥梁墩身的混凝土裂缝都是影响工程建设的重要威胁。混凝土开裂问题不仅仅对桥身的外观造成严重的影响,而且严重威胁施工队伍和使用者的人身安全。为此要从根本上掌握铁路桥梁墩身混凝土开裂的原因,通过现代化的技术手段和管理避免墩身裂缝的出现。望可为类似工程提供参考。
关键词:桥梁;铁路桥梁墩身;混凝土箱梁;钢筋混凝土
引言
经济的发展与社会的进步,带动了铁路建设事业的迅速发展。近年来,铁路桥梁施工数量与施工规模有了较大提升,人们对铁路桥梁施工质量也有了更高的要求。随着高墩大跨度铁路桥梁的应用越来越普遍,铁路桥梁墩身混凝土开裂问题也随之而来,不仅对墩身的美观性造成影响,而且严重影响了桥梁的正常使用,威胁人们的生命财产安全。因此,施工人员必须掌握铁路桥梁墩身混凝土裂缝产生的原因,并加强墩身混凝土施工质量控制,减少和避免裂缝的出现,提升铁路桥梁工程的施工质量。为此,论文主要探讨铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因及其控制措施。
1裂缝成因分析
1.1地质条件引起
墩身基础地质变形产生不均匀沉降或水平位移,可以造成墩身混凝土产生附加应力而出现裂缝。根据现场对承台、墩身的沉降观测结果分析,基础无不均匀沉降和水平位移情况,故排除因地质不均匀变形引起裂缝。
1.2施工因素
在开展桥梁墩身混凝土的现场振捣工作时,可能会出现振捣和插入不当、振捣棒抽撤过快和过振、漏振现象,这些都会对桥梁墩身混凝土的密实度与均匀性造成不良影响,引发裂缝问题。在进行桥梁墩身混凝土抹面工程时,如果抹面次数不足,则会加剧裂缝现象的产生。混凝土养护也是混凝土裂缝的重要影响因素,如果现场养护工作没有做好,很容易造成混凝土早期脱水,从而导致收缩裂缝。
1.3荷载引起的裂缝
荷载引起的裂缝主要因为外荷载的直接应力和次生应力相互作用所产生的大规模裂缝,其主要成因多是由于在墩身施工设计阶段,没有充分考虑到计算与模型之间的联系,所导致的结构不合理,设计断面不足和钢筋布置等问题。而在桥梁工程的施工阶段,荷载所产生的裂缝可能是因为构造处置不当,没有严格按照设计图纸进行施工所导致的。而在桥梁工程的使用阶段,荷载所产生的裂缝往往是因为大型车辆的负担、自然灾害所造成的。
2防治措施
2.1原材料质量控制和选用
(1)水泥:在满足混凝土强度条件下配置低升温、低发热的混凝土,减小水泥用量,选用低水化热水泥,优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。(2)骨料:混凝土受拉破坏的主要形式为水泥石与粗骨料粘结界面处的破坏,而混凝土的抗拉强度很大程度取决于水泥与骨料的粘连程度。骨料的料径、洁净程度、含泥量高低均是影响混凝土抗拉强度的重要因素,因此选料时采用级配、质量良好的砂石,细骨料采用细度模数Mf≥2.5的中粗砂,砂、石含泥量控制在1%以内,配以较低水灰比、适量的粉煤灰和外加剂,以减少水泥水化热,达到减小混凝土内部拉应力的效果。(3)外加剂:混凝土在拌制过程中可适当加入一定量的减水剂、缓凝剂等,以提高混凝土的和易性,水灰比控制在0.55以下,可延长混凝土初凝时间至5小时左右。(4)混凝土配合比:降低配合比的水灰比,不仅有效降低水化热,而且减少收缩,减少外观弊病。
但也不要盲目增加水泥用量,在施工现场,为了提高混凝土的强度,施工时经常采用强行增加水泥用量的做法,结果收缩明显加大,水化热增加,加大了混凝土开裂的可能性。
2.2合理控制材料及环境温度
要想让混凝土裂缝控制技术的应用效果得到充分的发挥,施工人员还需要研究有效控制材料温度的方法。首先,在混凝土配制过程中的温度控制。工作人员需要选择科学的配制时间,尽量避开正午阳光充足的时间段施工,以防止混凝土在还未完成灌注工作时就已经出现凝固的情况。其次,应对混凝土灌注完成后的温度情况进行合理控制,避免材料内外温差过大导致出现裂缝。这个环节就是人们常说的混凝土养护环节,需要由专业的施工人员按时对混凝土表面进行洒水养护。同时,施工人员应明确高速铁路桥梁墩身混凝土施工工作的特点。一般来说,大体积混凝土的显著特点是灌注后芯部温度迅速上升,造成内外温差过大,因此,针对温度的控制问题,施工人员可以采取“内降外保”的技术操作措施来有效控制混凝土内外温差。而内降是在混凝土内部增设冷却管,外保指的就是洒水养护的环节,混凝土浇筑初凝后不间断循环通水降温,并埋设测温管以做好测温记录,通过这种方式达到合理控制混凝土材料内外温度差的目的,避免由于温度不均匀而出现混凝土裂缝问题。施工人员在实际使用这种混凝土裂缝控制技术时,必须要对相应的基础设施做好质量检查工作,尤其是冷却管的衔接问题,避免出现连接不紧密的问题导致冷却水渗漏而影响施工工作的顺利开展。
2.3冷却管降温和保温措施
经灌注施工后,大体积混凝土将出现内部温度大幅提升的现象,产生的内外温差偏大,若缺乏合理的控制措施,极容易出现裂缝。为缓解此问题,可使用“内降外保”的方式。“内降”指的是在混凝土内部设置适量的冷却管,通过持续性的通水达到降温的效果,并生成测温记录,分析混凝土芯部温度,若该值与施工现场的环境温度大体一致,即可停止通水。冷却管选择的是薄壁钢管,为提升降温效果,层间距与横向间距均为1.0m,加强弯头接管,使其具有足够的稳定性,且要检查混凝土管的状态,避免堵塞。部分混凝土体积较大,此时要通过接长冷却管的方式使其贯穿于整个结构中,可设置多个独立循环单元,目的在于缩短管内循环时间,改善降温效果。关于测温管的选择,可行的有PVC管或钢管,确定混凝土平面对称轴线,于该处设置测点,沿着浇筑体厚度方向依次设置测温点。为保证测温结果的准确性,要求测温计在孔内持续停留的时间要达到3min或更长。关于“外保”,可在混凝土上覆盖土工布,目的在于控制表面温度的快速蒸发,以达到保温的效果,缩小与混凝土温度的温差,确保混凝土内外部的整体质量。
2.4更新施工技术
为全面推进桥梁墩身混凝土施工建设,就必须从根本上对传统的桥梁施工技术和管理方式进行深化改革,采用现代化的标准流水施工或是互换性施工模式,从而实现高效的标准化施工生产,为桥梁混凝土的现代化施工应用打下坚实的基础。现代化设备的全面推广也是完善建筑施工中现代化技术应用的重要举措,先进的施工技术离不开现代化设备的帮助,为此建筑施工人员要合理的利用现代化施工技术,引进先进的施工设备,及时更新桥梁墩身混凝土施工技术,不断提升我国桥梁建设水平。
结语
综上所述,铁路桥梁墩身混凝土施工是铁路桥梁建设工程的重要组成部分,对工程建设的质量有着重要影响。目前,铁路桥梁墩身混凝土裂缝问题受诸多因素影响,如温度因素、湿度因素、混凝土自身性能和施工因素等。因此,施工企业在铁路桥梁墩身混凝土施工过程中,必须加强施工质量控制,做好桥梁结构设计工作、混凝土配比工作和养护工作,对混凝土浇筑温度进行合理控制,加强施工质量检测,建立健全质量管理组织机构,以此减少桥梁墩身混凝土裂缝问题,实现铁路桥梁工程施工质量的提升,在增加企业经济效益的同时,保护人民群众的生命财产安全。
参考文献
[1]许健民.桥梁工程中混凝土裂缝控制与防止措施研究[J].工程技术研究,2019(6):74-75.
[2]高虎,张玮.路桥工程中混凝土裂缝的成因与防治措施[J].工程技术研究,2018(13):245-246.