混凝土施工下的桥梁工程论文

1某桥梁混凝土结构裂缝普查情况

某总长度784．09m的桥梁，其结构分别由三孔应力混凝土连续箱梁、三孔18m预应力混凝土空心连续板和多孔16m预应力混凝土空心连续板组成，净跨35m。然而，由于混凝土施工质量控制不当，包括边跨跨中、中跨跨中、支座位置、预留槽口位置等，出现了不同类型的裂缝。譬如在边跨跨中位置，存在最大宽度0．29mm的纵向裂缝;中跨跨中位置，存在最大宽度0．4mm的纵向裂缝和最大宽度0．16mm的横向裂缝;支座位置存在最大宽度0．24mm的纵向裂缝。为进一步防治这些混凝土结构裂缝，笔者对桥梁结构裂缝的成因进行了全方面剖析，发现施工荷载、使用荷载、温度应力是裂缝形成的主要原因，在施工荷载和使用荷载的作用下，桥梁结构产生横向应力，当结构混凝土的抗拉强度低于该应力，则可能被拉裂，形成纵向裂缝;另外混凝土结构对温度较为敏感，本工程桥梁混凝土结构内外温度为20℃，在出现温差后，混凝土的变形受到约束，由此产生的横向应力与荷载产生的横向应力，大于混凝土结构本身的抗拉强度，也是纵向裂缝产生的主要原因。尤其是在桥梁箱梁底板预留槽口位置，底板位置应力集中，再加上各种荷载和变形的共同作用，使得结构纵向拉应力远远超过混凝土抗拉强度，导致桥梁的底板存在严重的开裂现象，而且开裂的部位，钢筋已经出现不同程度的锈蚀，钢筋的有效断面面积不断缩小，难以形成混凝土的支撑体，其锈蚀成分甚至会不断侵蚀混凝土内部结构，降低混凝土的性能水平。除此之外，混凝土冻胀与桥梁所在区域的气候条件因素息息相关，尤其是在气候变化幅度比较大或者气候相对较冷的地区，冻胀现象尤为明显，对桥梁混凝土产生极大的负面影响。

2桥梁施工技术案例的应用建议

2．1施工准备工作为保证工程顺利施工，在施工之前，需要做好材料、机械设备和工艺技术等方面的准备工作，基于相关桥梁施工的技术经验，笔者对该工程相关的准备工作进行如下归纳:

1)材料准备工作。案例工程施工所需的材料主要有钢筋、水泥、石子、砂、掺合料、外加剂几种，其中钢筋在品种、级别、规格等方面必须符合国家规定的质量标准，譬如冷轧带肋钢筋网片，应根据《冷轧带肋钢筋》的规定，检查其合格证、质量证明书等，检验其刚度和稳定性是否达标;水泥适宜选用硅酸盐水泥，强度至少为32．5级，可按照《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的标准检查水泥是否合格;石子建议选择粒径5mm～20mm、含泥量至多为1%的碎石或者砾石，进场时，应要求出具碱活性报告，以及分批检验其质量;掺合料选用Ⅰ，Ⅱ级粉煤灰，Ⅰ级粉煤灰的细度不大于12%，烧失量不大于8%，需水量不大于95%，二氧化氯含量不大于3%，Ⅱ级粉煤灰细度不大于20%，烧失量不大于8%，需水量不大于105%，二氧化硫含量不大于35%;外加剂按照《混凝土外加剂》的规定，重点检验材料中有害物质和碱的含量，并以此明确合理的掺量。

2)机具准备工作。本工程所选用的主要机具主要有混凝土铺装机具、浮浆清理机具、材料加工机具、养护机具、拉毛机具、切缝机具、计量检测用具，其中混凝土铺装机具必须保证满足混凝土预拌、现场拌制、振捣等施工需求，建议选用自卸翻斗车、振捣梁、混凝土泵车、汽车吊、料斗;浮浆清理以人工和机械相结合方式，因此应选用凿毛锤、空压机和高压水枪。至于其他机具，均可在施工前，结合施工实际所需检验其功能是否正常。

3)其他准备工作。在技术方面，本工程在会审图纸之后，编制完善的施工方案，并组织施工人员进行施工方案的交底，同时在桥面梁板顶面清理凿毛完毕后，根据设计标准检查梁板板面高程的最小厚度，协同设计人员对高程的偏差进行调整;在作业条件方面，应保证施工方案和开工报告审批通过，以及在铺装桥面之前，严格验收桥面排水口、护栏渗水管、止水带等桥面预埋件的施工状况，确保施工质量。

2．2界面处理首先是强力清扫，在防水粘结层施工前，借助强力清扫机，将桥面上的杂土、碎石等清除干净，再用空压机、水泵抽水冲刷干净桥面，以此确保桥面的平整度，而在施工期间，从中央分隔开开始，向桥面两侧缓慢清扫灰尘，避免灰尘聚集在行车带外侧边缘。其次是铣刨，铣刨的施工目的是提高桥面的抗滑能力，期间需要借助铣刨机处理水泥混凝土表面，但需要控制好铣刨的深度，尤其是局部位置，常见铣刨深度超标或者铣刨不到位的情况，适时根据桥面的平整度和预拱度，灵活调节铣刨方向，本工程的铣刨厚度至少为7mm，最深则不能超过10mm，这样才能够避免路面错台现象。再次是喷砂打毛，该工序主要机具为喷射机，目的是改善路面的微观结构，增强路面与加铺层之间的粘结能力，使用该方法时，应控制喷射的速度和密度，如果桥面状况不明，可在施工前检查后，调整喷射的角度、距离和时间，降低机械操作的危险系数和提高施工的效果。

2．3混凝土施工技术结合案例铁路桥梁混凝土裂缝的情况与成因，对该桥梁的混凝土结构裂缝进行防治，需要根据裂缝防治的基本要求，一方面控制现浇混凝土裂缝，另一方面采用合适的加固方法修补裂缝。

1)裂缝防治的基本要求。首先是结构耐久性改善的高标准要求，出于桥梁用途特殊性的考虑，应该尽量减少桥梁结构的维修频率，在设计和施工的时候，对结构的耐久性进行改善，除了需要合理布局桥梁结构和相关细节，而且还要确保施工的质量水平。其次是施工立模标高的确定，为避免桥面出现起伏情况，在浇筑悬臂的时候，要掌握准备浇筑箱梁节段底板和前端标底板的设计标高、施工预抛高、发生竖向弹性变形的挂篮主桁架对竖向挠度影响值、混凝土浇筑后的徐变、桥梁运营期引起竖向变形的静活载等，从而确定待浇筑箱梁节段底板两端前端的混凝土收面控制标高。再次是主梁结构稳定性的控制，主梁的稳定性，可能造成桥梁的失稳，甚至导致坍塌事故，譬如加拿大的魁北克大桥，由于悬臂一侧的下弦杆发生屈曲破坏，从而导致桥梁悬臂的坠落。为了控制好主梁的稳定性，在施工的时候需要准确掌握主梁的变形和内部应力状态，尤其是悬臂施工，需要严格控制主梁整体和局部的稳定性水平。

2)现浇混凝土裂缝控制技术。

a．合理控制混凝土摊铺厚度，根据振捣器作用深度和混凝土和易性，确定具体的摊铺厚度，因而需要根据是否采用泵送混凝土方式，确定摊铺厚度小于0．6m或者0．4m。

b．后浇带施工，针对桥梁的大体积混凝土块体结构，工程采用后浇带施工的方法，即通过分析计算确定分层浇筑块的长度，并控制好间隔浇筑的时间和处理好浇筑的施工缝。

c．层间浇筑间隔时间控制，在第一层混凝土初凝之前，需要完成第二层混凝土浇筑作业，因此要求尽可能缩短层间浇筑的间隔时间，间隔时间不小于第一层混凝土初凝时间，如果间隔时间超出，则需要根据要求处理施工缝。

d．二次振捣，出于混凝土强度改善和抗裂性能提升的考虑，在混凝土浇灌后，并在达到振动界限之前，进行二次振捣。二次振捣的目的是排除混凝土粗骨料和水平钢筋下方的泌水和间隙，增强混凝土和钢筋之间的握裹程度。

e．保温养护，在混凝土浇筑完毕之后，进行持续性的保温养护，时间至少为15h，养护的要点是保持混凝土表面的润湿程度，并覆盖好土工布等等，并且根据温控指标要求，为混凝土养护营造有利的环境条件。

3)桥梁裂缝修补技术。首先是表面处理法，表面处理法主要针对桥梁的微裂缝，即宽度在0．2mm以内的裂缝，直接在裂缝位置填料后，涂抹防水材料，就可以提高修补位置的防水性，并阻止裂缝表面的进一步扩大。在使用这种施工方法时，由于没有办法将防水材料嵌填到裂缝内部，未能保证裂缝在混凝土结构内部的继续延伸，因此需要通过对裂缝走势的判断，根据实际情况选择这种方法。其次是注浆法，注浆法主要针对裂缝宽度比较大，并且有内部纵向延伸趋势的裂缝，其施工方法是将树脂、水泥类材料等，以手动方式或者借助输液泵，注入到裂缝当中，注入时，需控制好注浆量和注浆速度。除此之外，环氧树脂粘度的调整，也是保证注浆效果的关键，譬如延伸性的裂缝，普通环氧树脂的浆液难以注入到裂缝深处，可选用可挠性环氧树脂，与钢抓钉并用，有效防止裂缝的继续扩展延伸。再次是填充法，当裂缝宽度超过0．5mm，可选用填充法，具体的施工方法是沿着裂缝方向，凿出一条深槽，将水泥砂浆、环氧砂浆、环氧树脂混凝土、沥青、化学补强剂等，嵌补到深槽内。在填充施工之前，需检查裂缝位置的钢筋是否锈蚀，如果钢筋没有发生锈蚀，可沿着裂缝10mm的位置，将深槽凿成U形，然后将密封材料填入深槽内;如果钢筋已经发生锈蚀，则需要将锈蚀位置周围的混凝土凿除，然后进行钢筋除锈处理，并将防锈漆涂抹在钢筋上，最后再填充密封材料。最后是表面喷涂法，裂缝表面凿毛处理之后，直接将高粘度的水泥砂浆喷射在裂缝表面，形成裂缝保护层。在喷射混凝土之前，需将混凝土结构表面剥离的混凝土去除干净，然后利用清水清洗钢筋，在表面接近干燥之前，开始喷浆加固，必要时可将基层湿润后，再进行喷浆。

3结语

文章通过研究，基本明确了案例桥梁工程施工技术的应用方法，其中要求在做好施工技术准备工作的基础上，进行桥梁界面处理，最后根据桥梁结构混凝土裂缝的防治要求，提出相应的裂缝控制技术和裂缝修补技术，但鉴于不同桥梁工程施工条件和要求的差异性，因此以上方法在实际工程中的应用，还需要结合具体工程施工的情况，予以灵活参考借鉴。

作者：张小平单位：山西平阳路桥有限公司