桥梁湿接缝中的新旧混凝土问题研究

柳尚斌 张 涛 高 翔

(山东大学土建与水利学院，山东 济南 250061)



桥梁湿接缝中的新旧混凝土问题研究

柳尚斌 张 涛 高 翔

(山东大学土建与水利学院，山东 济南 250061)

介绍了先简支后连续梁桥的发展现状与特点，分析了影响桥梁湿接缝中新旧混凝土粘结性能的因素，并针对湿接缝处混凝土开裂的主要原因，提出了相应的防治方法，从而确保简支梁桥的质量。

简支梁桥，湿接缝，混凝土，粘结性能

1 背景

我国每年建成并投入使用的新桥数量庞大，占全世界每年新建桥梁的一多半，我国的桥梁建设取得了令人瞩目的成就。随着梁桥科技的发展，一种新兴桥梁应运而生——先简支后连续梁桥，这种桥兼顾了简支梁桥和连续梁桥的优点而又不具有它们的缺点，很快就在桥梁界大范围的使用。简支梁桥属于单孔静定结构，它具有构造简单，施工方便，有利于在工厂内采用机械进行大规模生产预制成型，并用现代化的起重设备进行安装，采用这种施工方法可以节约模板、降低劳动强度、缩短工期，可以显著加快建桥速度，但是由于简支梁桥的衔接处容易降低行车舒适度而且伸缩缝造价也相对较高且易破坏，这些缺点也限制了简支梁桥的更大范围使用；连续梁桥的优点是连续梁桥无断点，行车舒适，但缺点也特别明显，即结构复杂，且需要在支架上现浇，施工工艺复杂，工期长，需要大量的支架。先简支后连续梁桥具有上述两种桥的优点，而且不具有它们的缺点。其施工工序是先按简支梁规模化施工,后用湿接缝把相邻跨的梁块连接成连续梁,从而得到兼具上述两种桥优点的桥[1]。湿接缝混凝土作为公路桥梁桥面系的主要结构部分，承载着繁重的桥面交通荷载，湿接缝混凝土的使用寿命对桥梁的正常运营影响巨大，从目前已经投入运营的桥梁现状来看，在湿接缝处出现开裂成了普遍现象，大部分桥梁处的湿接缝都在带缝工作；甚至很多公路桥梁湿接缝混凝土在浇筑完成后，在养护期内都已经出现不同程度的渗水现象，尤其是在雨后更加严重[2]，这对桥梁的内部结构以及耐久性能都产生了不利影响，湿接缝开裂后，雨水或者桥面上积水进入裂缝内，会腐蚀内部钢筋并使钢筋产生锈涨，从而使包裹钢筋的混凝土内部产生拉应力，产生更大面积的混凝土开裂。

2 新旧混凝土粘结性能的影响因素

桥梁实际工程中，梁都是在梁场预制后，将预制梁吊装到位，再浇筑湿接缝处混凝土，此时粘结界面处两边的混凝土龄期不同，因此桥梁湿接缝处混凝土的粘结可以归类到处在不同龄期混凝土的粘结问题，湿接缝处混凝土开裂主要有三个原因：1)实际操作中要对粘结面进行人工凿毛，增加界面的粗糙程度从而有利于增加新旧混凝土的粘结力，但这又不可避免的对旧混凝土面进行破坏，从而对骨料造成扰动骨料甚至松动，这样在浇筑新混凝土后，这些部位会成为内部缺陷，在承受荷载时，这些地方就会成为薄弱部位，最先出现开裂；2)根据相关研究，混凝土的收缩变形在前3天内发展较快，之后逐渐减慢，在湿接缝处，浇筑湿接缝混凝土后，预制梁的混凝土已经完成大部分自由收缩变形，新浇筑的混凝土才刚刚开始收缩，界面处混凝土会因为附加应力，混凝土的抗拉强度很小，大约只有抗压强度的1/10，因此界面处新混凝土会产生裂缝；3)实际生产时，为了加快施工进度和模板周转速度进而缩短工期，施工单位会使用C3S含量高、粉磨细度大、混合材料掺量小的高早强水泥；与此同时，混凝土设计强度等级也在不断提高，促使单位立方混凝土中使用的水泥用量也在不断增长，高早强水泥的使用以及水泥用量的不断增加[3]，不可避免的使水化反应集中的在前几天内迅速的反应，使得混凝土内部热量不断累积，温度迅速提高，混凝土内部和表面、表面与外部环境之间会形成一个明显的温度梯度，这样就会引发温度收缩裂缝。

3 解决方法

针对第一个方面，由于人工凿毛引起的骨料扰动，建议采用如下措施：在人工凿毛后，使用钢刷对粘结面进行刷毛处理，使用钢刷在对界面进行处理时，不仅会将混凝土面上的浮灰和碎混凝土块清理干净，还可以将已经松动的骨料清扫掉，从而减少湿接缝处混凝土内部的可能缺陷。针对第二个和第三个问题，应该加强并细化管理，使得施工单位不再一味地要求缩短工期，从而缺少质量的把控，而且在确定配合比的时候，要严格控制单位立方混凝土中的水泥用量以及水泥品种，可以通过添加掺合料延长从而避免前期混凝土内温度的急剧升高而引起的温度裂缝，在必要时候，还可以将混凝土收缩率作为配合比确定的控制条件，经过试验确定收缩量最小的配合比。湿接缝处混凝土浇筑完成后还要做好养护工作：首先规划好桥面养生系统管网布置，采用水管敷设或定点水箱进行养护供水。在水质允许的情况下，可就地利用附近河流水塘水，以保证水源充足;其次采用水泵加压泵等设备保证水压，保证适当的水压以满足用水量供给。再次安排专人定时定点养护，混凝土收面完成后及时用塑料薄膜+土工布进行覆盖养护。养护时给塑料薄膜底下及土工布上浇水，利用塑料薄膜进行保湿，防止水分蒸发过快，上层土工布湿水加重后覆盖既压住塑料薄膜防止风吹，也保证混凝土表面潮湿的环境，养护过程中安排专人检查养生质量，发现混凝土表面水量不足时及时浇水，以上方法保证7 d以上的养护龄期。

4 结语

湿接缝作为桥梁桥面系的一个主要构件，如果出现大量裂缝，会产生非常严重的后果，后期的维修费时费力。因此必须高度重视这个问题，采取积极有效的预防措施，避免湿接缝处裂缝的大面积出现，这会节省大量后期维修费用，具有很高的经济效益。

[1] 黄 永.先简支后连续桥梁湿接缝的施工技术研究[J].商品储运与养护，2008,7(30):117-118.

[2] 沈志刚.浅谈公路桥梁湿接缝混凝土渗水产生的原因及预防对策[J].黑龙江交通科技,2014(11):109-111.

[3] 李雪青.混凝土早期收缩裂缝的形成机理与控制研究[D].西安：长安大学,2011.

Study on old and new concrete problems in bridge wet-joint

Liu Shangbin Zhang Tao Gao Xiang

(CollegeofCivilBuilding&Hydrology,ShandongUniversity,Jinan250061,China)

The thesis introduces the development status and features of simply-supported continuous-beam bridge, analyzes factors influencing old and new concrete bonding properties in bridge wet joint, and puts forward corresponding preventive method in light of major wet joint concrete cracking causes, so as to guarantee the simply-supported bridge quality.

simply-supported bridge, wet-joint, concrete, bonding property

1009-6825(2017)07-0148-02

2016-12-23

柳尚斌(1987- )，男，在读硕士

U445.471

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