铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因及防治措施

铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因及防治措施

吕鹏

中铁七局集团第一工程有限公司

摘要：我国道路建设最近几年随着我国各行业的快速发展而发展迅速，推动我国基础建设的不断进步，经济持续发展，科技水平得以提升，为铁路桥梁事业注入了源源不断的鲜活动力。在实际工程中，铁路桥梁墩身施工具有复杂性，易受到多方面因素影响，需确保此类结构的质量。

关键词：铁路桥梁墩身；混凝土裂缝成因；防治措施

引言

我国经济建设最近几年发展非常迅速，加速我国各行业的不断进步，使得我国快速进入现代化发展阶段。混凝土具有抗压能力强、使用寿命长及成本相对低廉的特点，使得混凝土成为了铁路桥梁施工工作的基本材料之一。但是，墩身大体积混凝土裂缝是一直困扰着桥梁工程技术人员的一大难题，这就需要分析造成裂缝问题的主要原因。

1铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因

1.1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。而在铁路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。

1.2温度导致的裂缝，在铁路桥梁墩身混凝土的浇筑工作中，由于整体结构不能采取隔离层等较为放松的约束机制，使得整体大体积混凝土在大气和温度的作用下，使其内部在较大的温度产生较大的应力，导致约束裂缝的大量出现。

1.3地基地质所导致的裂缝，地基础所导致的裂缝主要是因为地面的水平沉降和水平位移等问题，这些问题的出现大多是因为在桥梁工程建设开展前的资料、试验不充分、分期建造、地质勘察不足、结构荷载差异过大等原因。

2铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因防治措施

2.1材料质量检查及科学配比

在铁路桥梁墩身混凝土裂缝控制施工技术的实际使用过程中，施工人员首先应明确技术的具体操作流程，结合规定的流程稳步开展施工工作。根据施工工作过程中存在的问题，施工人员需要将工作重点放在对混凝土材料的质量检查上，结合施工计划当中设定好的原材料质量要求来采购相应的材料。并应在材料进场时进行详细的验收检查工作，避免由于材料问题而导致混凝土裂缝。通常情况下，在水泥材料的选择过程中，施工单位应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。同时，基于我国对安全文明施工的具体要求，施工单位在选择其他材料时，可以采用就地取材的方式，并且可以合理使用一些建筑废弃物。比如，对砂石骨料的选择就可以采取上述方法，但是需要做好砂石的清洗工作及质量检查工作。此外，混凝土在拌制过程中可适当加入一定量的减水剂等，以提高混凝土的和易性，并且应当将水灰比控制在0.55以下。而在材料准备工作完成后实际开始混凝土拌制工作时，施工人员需要结合前期计划当中拟定好的材料配合比数据制作混凝土试件，对混凝土的强度等级进行测试，然后对配合比数据进行科学的调整，这是有效控制混凝土裂缝问题的关键环节。

2.2混凝土施工控制措施

对骨料温度进行控制：在项目施工前对原材料进行预先降温，在降低混凝土整体温度过程中，对水化热的温度进行控制。这样便可有效对混凝土内外的温度差进行控制，防止因为温度变化造成混凝土产生裂变。目前按照项目施工的经验来说，主要运用冷却拌和水手段，对粗细骨料进行冷却施工。对钢筋施工手段进行控制：在最初钢筋网基础之上加设支撑钢筋并且固定，确保桥梁搭建过程中箍筋的固定性。增加构造钢筋：在项目施工环节，可在墩身下部增设一定比例的构造钢筋。建议通过运用小间距的工艺，在提高混凝土整体强度的同时规避裂缝问题，配筋率控制在0.3%-0.5%为宜。减少混凝土入模温度：要防止因为温度性变化对混凝土裂缝的影响，需要对入模过程中混凝土的温度进行控制。根据项目经验来说，要有意识降低混凝土转运频率。选择低温环境下进行项目作业时，入模温度控制在30℃以下。冬季时候，入模温度要大于5℃。对混凝土泌水进行干预：混凝土振捣过程中容易产生泌水问题，对此要搭建防水帷幕，提高混凝土整体粘合度，防止产生不良裂缝。强化温度监测：强化对混凝土外部的温度监测，有利于控制好内外温度差异。如果温度差异较大则需要采取浇冰水的手段，缩小内外的温度差异。科学养护措施：常用的方法主要涉及到降温法、保温法等。运用降温工艺的关键在于向混凝土内部预埋水管，通过内部水管水的流动，达到降低混凝土温度的目的。保温法关键之处在于材料的选择，将保温材料覆盖在混凝土的表层，可防止混凝土表面的水分快速蒸发，有利于降低混凝土内外温度差异。部分情况也可运用保湿法进行养护。在对桥墩混凝土进行浇筑以后，可采用蓄水、洒水工艺对混凝土材料进行养护。

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。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施工操作过程的相关注意事项

施工单位在进行铁路桥梁墩身混凝土施工建设过程中，还应制订科学的监督管理机制，对员工的工作行为进行全面的管理。同时，施工单位还需要在保证混凝土结构质量的前提下，控制好施工经济成本。而如何提高施工效率，缩短工期的问题也是相关工作人员正在研究的主要工作内容，这还涉及到对施工技术的创新研究工作，施工人员应不断总结工作经验，发挥混凝土裂缝控制施工技术的应用优势，以此来避免裂缝问题的再次发生。基于我国科技信息技术的发展进步，施工人员可以利用网络技术收集和整理相关数据信息，并与其他施工单位进行交流探讨，以此来提高我国整体铁路桥梁梁墩身施工工作的水平。

结语

混凝土是现代工程施工中的重要材料，但易出现裂缝病害，不仅影响整体观感，还会对结构物的承载力造成影响，随之出现钢筋锈蚀等问题，混凝土的碳化现象愈发明显，整体耐久性持续下降，无法为结构的正常使用提供保障，甚至对人员的安全造成威胁。基于此，必须在施工中做好质量控制工作，分析可能出现的裂缝并采取针对性防治措施，确保混凝土使用效果，为工程项目的持续运营创造稳定环境。

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.

[3]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,2020,23(1):53-58.