铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因及防治措施

发表时间:2021/9/3   来源:《工程建设标准化》2021年5月10期   作者:韩上伟 胡铁林
[导读] 为进一步改善人们的出行条件,加快区域经济发展速度,我国交通事业发展迅速,铁路桥梁墩身工程显著增多。
        韩上伟 胡铁林
        中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头工务段,内蒙古包头 014000
        摘要:为进一步改善人们的出行条件,加快区域经济发展速度,我国交通事业发展迅速,铁路桥梁墩身工程显著增多。混凝土施工是铁路桥梁墩身工程的重要环节,直接影响到铁路桥梁墩身工程整体质量和后续运行。但目前在铁路桥梁墩身施工过程中,混凝土裂缝问题很容易出现,导致工程质量严重降低,缩短铁路桥梁墩身的使用年限。本文分析出导致桥梁墩身发生裂缝的主要原因,提出以优化混凝土配比、混凝土施工控制措施、冷却管降温和保温措施为主的铁路桥梁裂缝的防治措施,有效改善了铁路桥梁墩身混凝土裂缝发展,为铁路项目施工作业提供指导。
        关键词:铁路桥梁;桥梁墩身;混凝土裂缝
        引言
        在国家的桥梁技术飞速发展的进程中,混凝土得以广泛的运用,其属于项目施工中的重要材料之一,体现出较强的抗压强度、良好的耐火性等优势,对国家建筑行业作出了积极的贡献。在应用混凝土材料时,人们只有深刻了解形成裂缝的原因以及解决多种裂缝问题的方法,才能保障铁路桥梁墩身工程的使用质量。裂缝问题是铁路桥梁墩身工程混凝土施工较为常见的病害问题之一,施工单位及相关技术人员必须提升对该病害的重视程度,认真分析其形成原因,合理选择施工材料、明确材料配合比、施工工艺优化等层面,强化大体积混凝土裂缝的预防工作,对已经出现裂缝病害的结构,应及时采取科学的治理措施,避免危害加剧而引发重大生命财产损失。
        1铁路桥梁墩身混凝土裂缝防治的重要性
        为促使铁路桥梁墩身混凝土施工作业活动得到顺利实施,需提前做好准备工作。首先,要对施工设计方案严格审核。设计方案直接指导着后续的施工活动,一旦设计方案出现问题,不仅施工进度受到影响,还容易导致施工质量问题的出现。因此,业主单位、设计单位、施工单位需加强联系,对混凝土施工的设计图纸严格审查,及时发现、整改图纸中存在的问题,保证图纸内容与工程实际情况所适应。其次,要对施工内容进行细化。混凝土工程的作业工序众多,任何一个环节出现问题,都会对混凝土施工质量产生影响。因此,要结合各个施工环节的特点,对其施工标准、要求等进行细化,如明确钢筋布设要求、施工防水标准等。细化施工内容后,开展技术交底工作,保证各个岗位的作业人员都能够充分了解施工流程和相应作业环节的内容、要求。要通过培训、教育等活动的开展,增强作业人员的规范意识和质量意识,督促其严格依据施工流程、施工标准开展施工活动,避免出现质量不过关等情况。
        2铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因问题
        2.1收缩裂缝成因
        在混凝土干燥过程中,混凝土表层与内部的含水量分布不均匀,表层收缩量大、内部收缩量小,当表层混凝土所承受的收缩拉力超过混凝土本身的抗拉强度后便会形成收缩裂缝。铁路桥梁墩身施工中,常见的收缩裂缝种类及其成因如下:收缩裂缝种类塑性裂缝。混凝土浇筑后会发生激烈的水泥水化反应,导致混凝土中的水分大量蒸发,出现失水收缩现象;在混凝土尚未完全硬化之前,骨料会受自重作用下沉,若在下沉时遇到钢筋,则会沿着钢筋方向形成塑性裂缝、干缩裂缝。在混凝土干燥硬化过程中,若表层水分损失与内部水分损失速度差异较大,则会导致混凝土内外部不均匀收缩,产生收缩裂缝;在干燥硬化后,混凝土的体积变小,如果铁路桥梁墩身工程的配筋率较大,则混凝土收缩会受到钢筋的阻碍,进而产生干缩龟裂。
        2.2温差裂缝成因
        混凝土进行了浇筑之后,需要经历一段初凝到终凝的过程,这个过程中需要格外地关注裂缝问题,如果水泥出现了水化热的情况,则会释放出较多热量,由此便会使得混凝土本身的温度明显地提升。

当混凝土内部温度升高时,外部温度若是与之相差较大,则会表现出相关的压应力,这种压应力的出现就是裂缝出现的关键,而压应力会让表面产生拉应力,在拉应力逐步超出既定要求时,桥梁墩身裂缝便会凸显出来,由此威胁到整个工程的安全,结构的稳定性也会因此而削弱。
        2.3地基变形裂缝成因
        作为桥梁墩身项目中的重要材料之一,在混凝土施工时易受到多种因素的影响,如地基冻土和地质勘察等工作的开展不到位,支架和支撑变形下沉便会使得混凝土内部结构有所改变,从而出现较为明显的附加应力,如果未能对其展开科学的控制,将会使其超出一定的范围。在达到了特定的数值之后,一旦大于构建的抗拉强度,混凝土结构便会产生明显裂缝。
        3铁路桥梁墩身混凝土裂缝防治措施
        3.1控制施工温度
        混凝土在剧烈的温度变化下,容易产生裂缝。控制好施工的温度,能够避免一些裂缝的出现。在铁路桥梁梁墩的施工过程中,要严格的控制施工的工艺和流程。要事先掌握施工现场的温度变化情况,根据温度的变化,控制混凝土浇筑的厚度,保证混凝加的趋于规范和科学。
        3.2荷载控制
        桥面施工荷载估算应结合本桥面施工环境的特点,具体分析、科学把握和估算桥面施工的总体布置及荷载,充分考虑和估算施工中机械、材料的荷载,以确定混凝土的承载能力范围,在设计时,应设置大于实际施工荷载的预设值,以减少人为因素的影响,避免混凝土开裂。在配筋时,应严格控制钢筋质量状况,确保钢筋质量符合要求,减少施工中承载力不足造成的裂缝,及时修补已有的混凝土裂缝,减少钢筋腐蚀等现象,达到减少荷载变化引起裂缝的目的。
        3.3做好养护
        养护工作是控制混凝土裂缝的核心手段,也是目前最主要的方法,因此,必须有针对性地采取洒水养护、辅助养护等养护措施。浇注养护主要是解决混凝土开裂的基本物理原因,可以有效缓解高温对其的不利影响。一般铁路桥梁墩身工程洒水养护的间隔时间不得超过3h,且洒水应做到均匀细致,保证混凝土构件充分浸润。若现场温度较高,则应控制喷雾间隔1~2h,反复喷雾,以防开裂。如果已经出现裂缝,可以采取紧急措施,如灌浆、充填等,避免重复建设,浪费人力物力。灌浆工艺是指通过灌浆使构件保持完整,一般采用环氧树脂作为主要材料,树脂可以灌注到0.05mm的裂缝中,还可以防止混凝土遭受的大部分化学腐蚀,效果更好。注意混凝土构件的干凝前保护,如施工现场交通压力大时,应在附近设置警示牌,并安排专人看管,防止人为破坏。
        3.4优化材料配比
        在混凝土施工中,材料配比对混凝土的工程质量有重要的影响,配比不当容易造成混凝土出现裂缝。因此要采用最合理的配比方案。粉煤灰是混凝土施工中的一种常用材料,在搅拌混凝土的过程中添加适当比例的粉煤灰可以在一定程度上减少水泥的用量,也能起到润滑的效果。同时可以填充混凝土裂缝,提高混凝土的密度,从整体上提高铁路桥梁墩身工程的结构稳定性。除了粉煤灰之外还可以加入适当比例的外加剂,能够在一定程度上减少混凝土中的水分,提高其塑性。
        结束语
        综上所述,引发铁路桥梁墩身工程混凝土施工裂缝的主要因素有:混凝土水化热、干燥收缩、外部环境变化。因此,在实际施工过程中,相关技术人员应通过合理选择混凝土类型、优化材料配合比、布置冷却水管、严控过程温度、加强后期养护等途径,预防裂缝病害的发生,对产生裂缝的结构及时进行分析,根据裂缝的实际情况,科学选用治理措施。通过预防与治理两手抓,全面提升铁路桥梁墩身工程的施工质量。
        参考文献
        [1]蒋贤军.某铁路线桥梁墩身裂缝成因分析及处理措施[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2014(S1):9-10.
        [2]荀小虎.桥梁工程中混凝土裂缝控制与防止措施研究[J].成都工业学院学报,2020(1):53-54.
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