混凝土技术在路桥施工过程中的应用

王天江

摘要：在路桥工程项目中，混凝土质量问题也是非常严重的，通常情况下工程会出现结构裂缝，在很长一段时间内这个难题困扰着很多技术人员。文章对路桥施工中发生的有关混凝土问题进行探讨，主要分析了引起混凝土发生结构裂缝的因素，并探讨了一些相应的解决办法。

关键词：混凝土技术；路桥施工过程；结构裂缝

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0071-02

在交通基础设施的建设中，各种形式的桥梁建筑是出现最多的，它们的建筑材料主要是混凝土，它的优点虽然不少但如果在施工中没有对混凝土性能做深入的分析，工程在短时间内就会发生各种问题，结构裂缝就是很常见的一种，使人们在使用时总是担心会发生事故，在以往的施工中也采取过一些措施，但裂缝问题一直无法得到解决，给施工单位造成很大的损失。

1 有关混凝土在路桥工程中的各种问题

路桥的裂缝问题很严重，有时会造成路桥垮塌给使用者的安全造成威胁，路桥建造过程中混凝土既是建造材料又是问题的根源，所以路桥工程的技术人员要解决这个问题就得先从混凝土本身如性能入手。首先来看问题表现在哪些方面。

抗拉力性能，路桥工程中使用的混凝土是普通混凝土，它的原材料有水泥、碎石、砂、水，把它们加水搅拌后就可以做灌注用了例如桥梁或者是桥面。砂、石在混凝土内部起着支撑整个混凝土结构和阻止其收缩的作用，水泥浆填充在它们与骨料之间并包裹着骨料。水泥浆能润滑砂、石与骨料三者之间的结合并使它们具有较好的工作性能，这种混凝土混合物经过较短的一段时间就会硬化，形成坚硬的整体有像天然石头那样的承载力，但是水泥、碎石它们性能比较脆，没有多大的抗拉力当混凝土受到很小的拉力或其他作用力时就会产生裂缝。这是混凝土原材料自身的性能问题。

弹性性能，普通混凝土抗压性能非常好，抗压能力在7.5-60MPa范围内，如果在搅拌时加入减水剂与矿物掺合料，抗压能力将提高到超过100MPa。但是该混凝土弹性不好，如果加在路桥面的压力非常大而且不均匀，这就使路桥工程的某一部位压力过大而抗压性能下降，久之就会产生裂缝。

热胀冷缩也是普通混凝土的一个特性，受到外部环境和内部温度变化的共同作用，混凝土将会收缩，也就是发生变形当它受到阻止时则会在混凝土内部产生一个方向向外的应力，前面说过混凝土的抗拉性能较差，应力过大时混凝土表面就会产生裂缝。实际情况中普通混凝土容易发生结硬现象，混凝土表面的水分慢慢的被蒸发出来导致表面部位湿度降低，体积减小变形增大，但是混凝土内部的水分损失很小，这样就造成了内外不均匀收缩，混凝土内部阻止了外部的的收缩变形使混凝土表面部位受到较大的拉力，而且这种拉力很容易超过混凝土的抗拉强度，这就是混凝土表面产生裂缝的原因了。

通常情况下混凝土结构施工完后，有关技术人员会对它的承重能力做一下评估，并计算出它详细的承重范围然后记录在交底方案里面，最终路桥工程的质量如果符合规范标准，就能够投入使用了。这时有关部门会对混凝土的承重能力作出规定，把交底方案中测量与计算出来的有关数据作为承重限制，必要时采取强制性措施确保使用安全。所以，精确地测量与计算承重能力对路桥工程的使用是非常重要的，因为路桥在使用过程中它的称重范围是以交底方案中所记录的数据为参考的，后期对混凝土的养护与维护是以结构的承重范围为对象的。所以对承重范围的计算一定要准确，如果少算或漏算问题是很严重的，路桥使用过程中就会发生通行车辆的总重量超过路桥的承重能力，这就使路桥极易发生开裂严重时会倒塌。另外，如果混凝土中的钢筋骨架捆绑误差很大，就会减小混凝土的表层厚度，从而降低对混凝土结构的保护；混凝土搅拌时的密度差异和不同部位浇筑速率的不同都会引起裂缝问题的产生。

2 混凝土在桥梁工程中的裂缝问题

桥梁结构产生裂缝的原因有很多，并且大都是多条因素共同作用的结果，对于这些因素大体上可以分为以下几种。

在平时的静、动两种荷载和对外应力引起的裂缝就是荷载裂缝，应力有两种一个是直接的一个是次应力，直接裂缝是由外荷载造成直接应力的结果，次裂缝就是针对于次应力来说的。

由于混凝土的热胀冷缩性，混凝土结构内、外部温度发生变化，如果这种变化过大就会使混凝土表面产生裂缝，有些桥梁的跨度较大温度应力远远超过桥梁的抗拉强度。温度裂缝跟其它裂缝不同，裂缝大小会根据温度的不同而改变。

大多数桥梁工程中，混凝土的收缩裂缝是最常见的，在收缩形变中塑性和缩水是引起混凝土发生体积改变的主要因素。混凝土浇筑完大概4-5个小时后，混凝土中的水泥会发生水化反应，经过泌水与蒸发混凝土发生收缩，但这时还没有完全硬化，这个时候的收缩就称为塑性收缩，这种收缩给混凝土结构造成很大的损坏，骨料下沉至钢筋位置就会形成一条沿着钢筋方向的裂缝；此外在构建的截面处混凝土沉实有别，表面也会产生裂缝顺着腹板方向。再来说说缩水现象，它跟前面所说收缩裂缝的形成原因、过程是一样的，缩水收缩多是在硬化后才发生的；尤其是有的构建中钢筋配置较多，缩水情况更加常见。至于别的收缩种类还有自生和碳化两种。

混凝土的施工工艺也是一个重要方面，在浇筑、构件制作、起模等其他各个过程中，施工的工艺与质量问题很容易引起纵向、横向等其它种类的裂缝，尤其是那种薄壁型的裂缝。

桥梁地基问题如沉降不平或发生位移，使结构内部产生附加应力导致结构发生裂缝。地质问题、基础种类问题和荷载差异等其他问题都有可能使地基发生变形、裂缝。

3 防止混凝土发生裂缝所采取的措施

对于桥梁混凝土发生的裂缝问题，原因可以总结为三个温度变化、收缩形变与抗拉强度，施工时可以从下面的措施入手来减少和阻止裂缝的发生。

从施工质量的角度来说，水泥种类的选择和用量的控制是很重要的。一般情况下最好选用525R、425R这两种高标号的普通水泥，对于水泥的用量要适当减少；对骨料的级别配置要做到正确和严格控制，还有骨料的含泥量；选择合适的减水剂并把它和混凝土混合物做出合适的配比；对于预埋件要增加数量和施工前的准备。

施工时对于温度的控制，要减小温度变化所产生的应力可以从两个方面开始，一个是控制温度，一个是改善限制条件。可以采取的措施有这几种：搅拌混凝土过程中用水冲刷碎石，这在一定程度上降低了浇筑时混凝土的温度；夏天施工时降低浇筑的厚度，这样在混凝土硬化之前可以利用混凝土表面散热；还可以在浇筑时铺设水管，当冷水流过水管时对混凝土内部就起到降温作用；在对混凝土进行灌注时要控制好温度。

做好桥梁工程的养护与维护工作。由以往的经验可知，混凝土表面的裂缝最常见的特点是深度不同，主要是由于温度在不同范围内的变化引起的，温度的骤然变化也很容易使混凝土发生裂缝，所以严格控制温度对防止混凝土早期的裂缝非常有用。对于温度变化引起的应力，控制好温度要做到以下几个方面：采取措施减小内外部的温度差异和混凝土表层的温度梯度变化；采取措施使混凝土的温度不至于太低，在施工时要使它的最低温度接近在施工周期内的稳定温度。

4 结语

这些年来混凝土路桥在交通基础建设中的运用越来越多，推动了交通基础设施的发展。现在桥梁工程的施工中混凝土结构是一种非常重要的应用，它的建造和施工成本较低、有一定的观赏性、能承受较大的载荷，方便进行各种装饰。随着我国交通基础设施的建设与发展，混凝土技术的应用越来越广泛。

参考文献

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