探讨提高高寒地区桥梁混凝土结构耐久性的设计技术

探讨提高高寒地区桥梁混凝土结构耐久性的设计技术

李琦 马洁 纪丽君

新疆交通职业技术学院 乌鲁木齐市 831401

摘要：伴随着社会经济的持续发展和进步，交通运输也逐渐的更加进步，铁路运输所需量也在持续的递增，高寒区域铁路的进步也较为快速，铁路路桥构建也迎来了较为严峻的挑战。怎么优化高寒区域铁路桥梁混凝土构架耐久效果已经成为了现代施工需要高度关注的一个施工难题，不论是铁路桥梁的规划工作人员，还是施工工作人员，均以进行深入探讨混凝土构架的耐久效果，同时得到了较好的成果，基于此，本文重点探讨高寒区域铁路桥梁混凝土的原材质需求，进而讲解配合比规划对于混凝土结构设计要求展开具体的探讨，最终讲解混凝土保护层的强度，从而带来一些参考与借鉴。

关键词：高寒地区 桥梁混凝土 结构耐久性

前言：提升混凝土耐久效果的关键点在于促使混凝土的渗透作用得到锐减，并且，对于不同的环境原因，降低外表原因的影响，与此同时，混凝土的下降的开裂风险，进而提升混凝土在长时间工作环境下的耐久效果，通过搭配能够充分的促使混凝土的水胶比得到降低，使得混凝土在低温、复温环境下的效果提高、区分硬化混凝土孔构架的多效果复合添加剂，促使混凝土能够维持长期的耐久性效果，严禁把控原材料质量，挑选效果突出同时有助于优化混凝土紧密性与抗裂性的水泥与骨料等原材质，提高钢筋的混凝土保护层强度，侧重防水、排水与密封等结构方式，通过最合理的方式预防水与氯盐等有害物质伤害混凝土外表，最大程度杜绝混凝土在应用环节中形成干湿交替，从混凝土耐久效果着手，推出混凝土施工成效的需求，尤其是混凝土养护的温湿度调控。为了优化混凝土的耐久效果，在规划环节中应当推出混凝土原材质应用（水泥类型、级别、配合比种类、骨料类型以及质量指标等）、混凝土配比的关键信息（最佳水胶比、最佳水泥用量、最佳凝胶材料给量等等）以及引气等需求，同时依据所需推出混凝土的氯离子扩散系数、抗冻耐久性标准与抗冻级别等全面标准。所以，需要保障桥梁的耐久性，除了运用耐久性能较好的材料之外，科学的结构设计和结构方法也是特别关键的。

一、原材料需求

混凝土原材质重点分为：水泥、骨料、掺和料以及其他材质的混合用水、外加剂、外加纤维等等。原材质水泥的需求：务必要挑选质量较为突出的硅酸盐水泥、矿渣酸盐水泥、常规硅酸盐水泥。硅酸盐种类的水泥耐久效果较为突出，强度高达42.5。假如混凝土内富含硫酸盐等化学物质，在这一物质作用下，挑选凝胶材质严禁单一应用常规硅酸盐水泥，必须应用具备抗硫酸效果的硅酸盐种类水泥，除此之外，还应当要增加较多的掺合料。为了提高混凝土构架的抗裂效果与稳定效果，在采用的环节中务必要侧重硅酸盐种类水泥之中的铝酸三钙的含有量，指标为不得超出8%，游离氧化钙严禁超出1.5%，总含碱量严禁超出3.5kg/m³，除此之外，也务必关注水泥内的氯离子含量。原材质骨料的需求：混凝土的耐久效果与骨料之间的联系较为密切，配备高寒地区铁路路桥混凝土的细集材料，应当要挑选稳固效果较为突出、质量较高的中粗砂，配比的调控可以依据已有的“公路项目集料测验规章”开展。遵从相应规章进行配比。岩石抗压效果与混凝土质量的配比≥1.5，其他操作标准需满足“铁路混凝土项目预防碱-骨料反馈科技要求”的规章。假如施工场所温度起伏较大，昼夜温差过大，应当挑选现状系数较低的粗骨料，借此才能够优化混凝土的抗裂效果^[1]。原材质掺合料的需求：提升高寒区域铁路桥梁混凝土的耐久效果，在挑选掺合料的过程中务必要关注质量的稳定性，源头正规的高质量粉煤灰、磨细矿渣以及硅灰。掺合料的配比应当要依据高寒区域混凝土的特征来决定，除此之外，务必要关注的是，掺合料严禁含有放射性因子、有毒银珠、影响混凝土构架的因子，因此，所采用的掺合料应当要具备检验达标的证书。原材质与其他材质的要求：拌合用水严禁富含有害物质或者糖类、油脂类的物质，外加剂要挑选强度高、耐腐蚀，同时性价比突出的混凝土外加剂；外加纤维要挑选各类矿物质以及聚丙烯纤维综合掺加，能够加强抵御硫酸盐腐蚀效果以及抵御干湿循环的效果，进而优化混凝土的耐久效果。

二、配合比规划

水灰比和凝胶材质：基于高寒区域铁路桥梁混凝土的探讨，证实混凝土水分的含有量锐减能够遏制混凝土受冻熔融化问题的出现。设计最佳水胶比能够促使混凝土内部的结冰水含有量得到降低。现今，一般应用外加剂以及混合材质来实现降低结冰水数量的目的，比如矿渣、水泥或者火山灰均可以优化孔构架，降低混凝土空隙，优化水含量。压实混凝土的前提下提高紧密度，进而加强混凝土的耐久效果。此外，为了增强高寒区域混凝土的耐久效果，还应当要关注水灰比以及水泥的运用量，依据规划所需的构架强度来确保混凝体的强度。合适的引气：为了优化抗冻融以及混凝土的损伤，可以运用引气来优化。为了实现引气的最合理状况，在引气的环节中务必要关注气泡之间的间隙，促使混凝土的浆体气泡能够合理划分，预防结冰过程中负担过大而伤害到混凝土的构架。另外，还需要高度关注的是，引气会威胁到混凝土的刚度以及强度。所以，务必要侧重气泡的引入数量，以免形成气泡过量的问题。

三、构造设计需求

在展开高寒区域铁路桥梁建设的时候，第一，必须要先选择桥梁体系和布置孔跨。在勘察、设计时期需要按照施工沿线的特征，降低对施工路段附近环境的影响，例如水土干扰、维持动图结构，相同路桥桥梁的结构和材料需要尽可能的统一，规划过程中必须挑选变形效果较为突出的构架，比如钢筋混凝土箱梁，钢筋混凝土板桥等等，均适合应用至高寒区域。第二，必须关注高寒区域桥梁根基的挑选。由于高寒区域季节冻融较高，促使桥根基格外容易形成上拔、下沉的状况，严禁用浅根基轻型墩台的构架，要应当轻型墩台。比如，双柱式墩台等，降低占地面积，以免对周遭环境造成负面影响。第三，侧重桥梁构架的传力途径，要维持应力稳定流通，促使桥梁的整体构架维持一定不间断性。此外，为了促使施工后期的维修损耗得到降低，部分桥梁的构件的运用周期较为不足，必须定期开展替换或者养护，在日常工作中要提高维护效果，察觉问题合理解决，增长铁路桥梁的运用年限^[2]。

四、混凝土保护层厚度

国家目前已经优化了混凝土最低保护层的强度，依据施工场景来区分不同级别要求，对于施工环境较为恶劣的状况，对最小保护层的厚度要求放宽，深入思考高寒区域铁路桥梁混凝土的耐久所需，最小保护层的厚度应当要符合下述几点所需：混凝土保护层的厚度必须依据规划应用的周期进行区分，此外，规划工作人员在设计方案的过程中，所标记的保护层厚度，应当要考虑施工许可出现的公差值。并且，从箍筋的表层核算着手，以此能够预防箍筋年份久远而腐朽。此外，应当对预应力钢筋锈蚀的威胁有高度的关注，保护层的厚度严禁少于30mm，后张法预应力构件保护层厚度严禁少于管道的直径，混凝土构架保护层的厚度应当与高寒地区的特性相结合，要比正常地区提高5-10mm，假如施工场景隶属于干湿交替的环境，严禁少于50mm^[3]。

结语：依据上述，提高高寒区域铁路桥梁混凝土构架的耐久效果，在挑选原材质中，务必要侧重挑选含碱量较少的水泥，并且应用性能突出、耐久性较高的骨料，掺合料挑选质量符合指标的粉煤灰、磨细矿渣以及硅灰、水胶材质务必要关注用量，适当引起，尽可能提高高寒地区混凝土的耐久效果，依据环境差异，应用合理的规划策略，掌握好混凝土保护层厚度，进而保证高寒区域铁路桥梁的运用年限。

参考文献：

[1] 徐晓燕. 公路桥梁混凝土结构耐久性与养护技术研究[J]. 交通世界, 2021.

[2] 杨国征. 提升钢筋混凝土结构耐久性技术研究进展[J]. 居业, 2020(4):2.

[3] 吕亭豫, 李荣庆, 王鹏飞. 海港混凝土结构耐久性设计国内外对比及工程应用[J]. 水运工程, 2021(10):7.