阐述混凝土技术在路桥施工过程中的应用

摘要：交通基础建设的发展，使得混凝土技术被广泛应用于路桥工程的施工过程。同时混凝土质量特别是结构裂缝问题，一直以来困扰着施工技术人员。混凝土结构的裂缝问题，是混凝土工程建设中带有普遍性的技术问题。

关键词：桥梁施工；混凝土技术；裂缝

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：

前言

在混凝土施工使用的同时，由于对混凝土性能的了解不深，往往会在工程完工后的几周或者更长一段时间内，混凝土结构出现了裂缝或者其他的不良反应，给人们的心中造成了担忧和害怕，尽管我们在施工过程中会采取各种措施，但裂缝仍然时有出现，有些还造成了很大的损失。为了减少和控制裂缝的出现，许多专业的混凝土技术研究人员对桥梁混凝土的裂缝形成进行了大量的研究和探讨，提出了一系列解决裂缝的办法和意见，也取得了一些较好的成果，使混凝土桥梁的裂缝控制降低到一定范围之内。

1、混凝土在路桥施工过程中易出现的问题

1. 1 抗拉力较弱

在普通混凝土中，砂、石主要起骨架并抑制水泥收缩的作用，水泥浆体包裹着骨料并填充粗细骨料的间隙，硬化后与砂石骨料形成一个坚硬的整体。而由于水泥、砂石骨料均为易脆性材料，本身的抗拉力较弱，混凝土在受弯或受拉的状态下，很小的拉应力就会导致开裂。

1. 2 收缩易变形

普通混凝土由于热胀冷缩性质的影响，在外界或者结构内部温度变化时，混凝土会收缩变形。当变形受到约束，混凝土结构内所产生的应力大于混凝土本身的抗拉强度时，就会出现温度裂缝。混凝土凝结硬化后，混凝土的湿度逐渐降低，由于表层的水分损失较快，内部损失较慢，混凝土就会发生不均匀的收缩，此时，表层混凝土因收缩受限会承受一定的拉力，当拉力大于其抗拉强度时，就会出现收缩裂缝。

1. 3 弹性较差

混凝土材料本身的抗压强度较高，在掺入高效减水剂与掺合料，强度更高。但混凝土的弹性较差，混凝土路桥面在荷载量大并且不均匀受力的情况下，荷载力无法均匀驱散，最终导致混凝土裂缝的产生。

1.4耐久性较弱耐久性曾被认为是普通混凝土的优点，随着普遍的应用后问题的出现，以及科研力的增强，发现了普通混凝土的耐久性并不强，反而较弱。耐久性包括三个方面：

1.4.1抗渗性，指混凝土抵抗压力水渗透的能力，普通混凝土的抗渗性还是非常强的；

1.4.2抗冻性，是指混凝土在使用的环境中，经受多次冻融循环作用，能保持强度和外观的完整性的能力。普通混凝土的抗冻性很弱，当气温在零度以下时，混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，就会出现裂缝；

1.4.3抗侵蚀性，指在酸、碱、盐等环境中对水泥石的侵蚀所表现出现的免疫力。随着环境的恶化，再加上混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层容易受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，从而减弱了普通混凝土的耐久性。

2、混凝土桥梁裂缝产生的原因混凝土桥梁结构裂缝的原因复杂多变，有多种因素的相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，就其产生的原因，大致可划分为以下几类：

2. 1 荷载引起的裂缝

混凝土路桥设计不合理，荷载存在少算或漏算的问题，导致结构实际受力与受力假设情况不符; 配筋不合理，钢筋设置位置不合理或设置偏少，造成路桥结构的刚度不够，安全系数不高。在施工过程中，设计缺陷的存在，会导致结构无法承受应力而发生开裂。同时，为满足构造和施工的需要，路桥结构经常要进行凿槽、开洞等施工操作，挖孔后，力流所产生的绕射现象会在在受力构件孔洞周围密集，产生强大的应力集中。此时处理不当，在桥梁构件形状突变、结构转角或受力钢筋的截断处极易出现裂缝现象。

2.2温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩的特性。当环境或结构内部温度发生变化时，混凝土会发生变形，如变形受到约束，则在结构内会有应力产生，一旦应力超过混凝土的抗拉强度就会产生温度裂缝，在一些大跨径的钢筋混凝士桥梁中，温度应力甚至可以超出活荷载的应力。温度裂缝区别于其它裂缝的最主要特征是它会随着温度的变化而变化。2.3施工工艺质量引起的裂缝在桥梁混凝土的结构浇筑、预制构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中，如果施工工艺不合理、施工质量低劣，易产生纵向、横向、斜向等各种形式的裂缝，特别是细长的薄壁结构更易出现。

2. 4收缩引起的裂缝

混凝土施工过程中，由收缩引起的裂缝最为常见，而塑性与缩水收缩是引起混凝土体积变形的主要原因。

2.4.1塑性收缩。混凝土在完成浇筑后4 － 5 小时左右，水泥的水化反应激烈，此时泌水与水分的快速蒸发，混凝土因失水而发生收缩，由于此时的混凝土尚未完全硬化，混凝土此时发生的收缩即为塑性收缩。该类收缩所产生量级很大，骨料下沉时，如果受到钢筋阻挡，会沿钢筋方向形成裂缝; 而在构件竖向变截面处由于硬化前的沉实不均匀，混凝土表面沿顺腹板方向会形成裂缝。

2.4.2 缩水收缩。混凝土硬化后，由于表层水分蒸发，湿度降低，使得体积减小，产生缩水收缩。由于混凝土表层的水分损失较快，内部较慢，混凝土的表面与内部存在不均匀收缩，表层混凝土由于内部混凝土的约束，而承受一定的拉力，当拉力强度大于其抗拉强度时，就会出现收缩裂缝。混凝土在硬化后发生的收缩多为缩水收缩。特别是一些配筋率较大的构件，缩水收缩更为明显。

2. 5 地基变形引起的裂缝

地基基础的竖向不均匀沉降或水平位移，造成结构中产生的附加应力超过了结构自身的抗拉能力，引发结构开裂。地基的地质差异、基础类型差异以及结构荷载差异过大以及桥梁基础处于不良地质时，均可能造成地基变形，产生裂缝。

3、保证混凝土质量及控制裂缝的措施综上所述，桥梁混凝土产生裂缝的主要原因可以归纳为以下三个大的方向:温度、收缩及抗拉，在施工过程中可以通过以下措施控制混凝土裂缝的产生。

3.1混凝土施工的质量保证措施：（1）选择合适的水泥和严格控制好水泥用量。优先采用525R， 425R普通水泥等高标号水泥，减少水泥用量；（2）严格控制骨料级配和含泥量；（3）选择适当的外加剂和合适的配合比；（4）增加适当的预埋件。3. 2 注重温度控制

为防止裂缝的产生，进行混凝土拌和时，严格控制混凝土入模温度，可通过水冷却砂石骨料冷却的方法，降低浇筑温度; 在夏天高温环境下进行混凝土浇筑时可减少浇筑的厚度，或在混凝土层中埋设水管，进行内部降温。

3.3加强混凝土的早期养护：大量实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成的，寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝，因此混凝士的保温对防止表面早期裂缝尤为重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：（1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面产生梯度；（2）防止混凝土超冷，应尽量设法使混凝土施工期间的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；（3）防止老混凝土面的过冷，以减少新老混凝土间的约束。

总结

随着我国市政交通建设的迅猛发展，各类桥梁建筑层出不穷。而在各种形式的施工过程中，混凝土的应用越来越广泛，混凝土结构在现代桥梁工程建设中已经占据了非常重要的地位。此外，应加强地质勘查以准确掌握地质资料，保障桥位选址的合理性，以尽量避免因地基变形造成混凝土裂缝。

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