高强混凝土在公路桥梁工程中的应用分析

文/韩新

1 前言

在经济新常态背景下，我国交通基础设施建设力度逐步增强，推动交通事业发展的同时，对公路桥梁工程施工质量也提出了新的要求。在施工中，高强混凝土作为施工主要材料，其性能很大程度上影响工程施工质量，由于缺乏合理有效的管理，容易造成资源损耗，埋下一系列安全隐患。所以，在公路桥梁工程施工中应重点加强质量控制工作，优化高强混凝土配合比设计，依据施工标准和流程应用到实处，在增强混凝土强度和硬度的情况下，打造现代工程建设质量的公路桥梁工程。

2 公路桥梁工程施工中高强混凝土的应用意义

面对新时期公路桥梁工程建设相关要求，在保证工程质量和使用寿命的同时，也要多方面考量工程的低成本与节能环保要求，提升混凝土抗折强度和耐久性，便于打造质量符合要求的公路桥梁工程。高强混凝土逐渐成为未来公路桥梁工程建设主要材料，其相较于常规材料具有不离析、易浇筑、提及稳定和韧性高等特点，实际应用经验较为丰富。总的来说，在公路桥梁工程施工中应用高强度混凝土材料，可以提升工程结构整体承载力，降低裂缝出现概率，延长工程使用寿命的同时，最大程度上降低工程施工成本[1]。

3 高强混凝土的优点

体积稳定性较高。高强混凝土的体积稳定性高，可以改善工程受力情况，混凝土硬化早期阶段混凝土的水化热性能较低，硬化后期，混凝土收缩变形较小，可以大大提升公路桥梁工程整体结构稳定性和安全性。

耐久性高。高强混凝土的耐久性高，主要表现在抗渗性、抗冻性和密实性良好，同时具备较强耐磨性与抗腐蚀性优势特点。相较于一般混凝土使用寿命更长，最长多达百年[2]。

轻质性。高强混凝土的轻质性特点，表现在桥梁工程整体自重下降，而强度更高。目前，很多现代化桥梁跨度更高、长度更长，普通混凝土自重较大，因此无法满足现代公路桥梁工程建设需要。而高强混凝土可以减轻梁体自重，而且可以提升公路桥梁工程的结构抗震性和跨越能力，并赋予公路桥梁工程较长的使用寿命[3]。

4 高强混凝土在公路桥梁工程中的应用

4.1 优化混凝土原料配合比

高强混凝土在公路桥梁工程中应用，为了起到应有的性能水平，应注重对混凝土原材料配合比优化设计，从源头上保障施工质量。原料主要包括粗骨料、细骨料、水泥以及外加剂等材料。水泥材料的选择，可以优先选择硅酸盐水泥材料，具有较强的安全性和使用性能，减少水化热。加强水泥初凝时间控制，提升混凝土早强性能，活性符合设计标准。灰岩碎石是一种强度较高的材料，其中矿物成分与水泥浆有机整合，可以进一步提升混合料整体强度，因此是最佳的粗骨料[4]。碎石材料选择中要考虑抗压强度，在混凝土强度50%以上；集料粒径控制在20～25mm 范围内，集料空隙小，混凝土强度与和易性得到保障。细骨料的选择，严格控制颗粒与含泥量，并选择江沙或河沙材料进行混凝土拌和，细读模数在2.6～3.5 范围内，砂石颗粒太小则会导致混凝土黏稠，影响到后续混凝土振捣工作质量。砂粒过粗，后期浇筑混凝土其保水性无法得到保证。依据配合比设计要求，加入适量外加剂，有助于控制混凝土凝结时间和早强指标关系，改善混凝土和易性、流动性，减少水泥用量，降低后期水泥水化热现象[5]。

需要注意的是，高强混凝土配合比设计中，水灰比的确定尤为关键，碎石型高强混凝土的强度和水灰比的关系可以用公式表示：

卵石型高强混凝土的强度和水灰比的关系可以用公式表示：

式（1）～式（2）中：∫c和∫k分别表示混凝土强度与水泥标号；C/W 则表示水灰比。

4.2 高强混凝土浇筑施工

公路桥梁工程施工中，高强混凝土材料配合比设计后，应进行试配来分析不足，确定水泥和外机架用量，依据标准均匀搅拌。搅拌时严格控制混凝土坍落度，基于测定设备定期进行。拌和物稠度不断变化，应注重配合比优化设计，增强混凝土工作性能。混凝土拌和性能符合要求，及时浇筑混凝土，结合工程项目特性多选择分层浇筑模式，确保各层混凝土浇筑厚度不超过500mm，保证高强混凝土的振捣实践和强度契合标准[6]。

4.3 混凝土养护

高强混凝土支配时加入适量的掺和料与减水剂，控制混凝土内部水分不会过快蒸发，适当的补充水分减少混凝土过快干缩开裂。夏季时应加强混凝土收缩性控制，做好后期养护工作，覆盖草料或洒水养护，缩小混凝土内外温差；冬季则要做好混凝土保温，避免环境温度过低影响到混凝土性能，降低混凝土裂缝出现概率，提升混凝土整体性能。只有高强混凝土的耐久性和强度得到保障，才能为后续公路桥梁工程整体质量提供坚实保障[7]。

4.4 高强混凝土在公路与桥梁施工中应用

公路工程施工中应用高强混凝土，主要是基于传统高速公路混凝土施工基础上进行，同时具有耐久性高、稳定性高和机械强度高等特点。所以，公路施工中采用高强混凝土，在抵御雨水、暴晒和冷冻侵蚀方面具有更加突出的表现。同时，还可以增强结构强度，控制路基下沉等情况，确保高强混凝土的耐久性得到最大程度上的展现。在桥梁施工中应用高强混凝土，可以满足大跨度桥梁施工需要，面对施工难度逐步提升带来的挑战，基于高强混凝土来改善常规混凝土的不足，减轻桥体自重的同时，提升桥梁工程抗震性和耐久性。另外，还可以减少材料用量和成本，工程使用寿命得到延长，创造更为可观的效益。

5 公路桥梁工程施工中高强混凝土应用的注意要点

强度取值和弹性参数。在公路桥梁工程设计阶段，要求设计人员结合设计规范计算混凝土强度，抗压强度和轴心抗压标准强度符合要求，并依据混凝土强度折减系数来确定混凝土强度数值。计算中要分析折减系数，提升混凝土设计强度，通过实际试验和测量方式来计算混凝土结构弹性模量，以此来保障混凝土整体性能符合要求。

深梁抗剪力计算。依据规范内容计算混凝土在深梁结构抗剪能力基础上，还要考虑常规状态与极限状态下抗剪力的差异，分别计算得到数值后优化设计，以此来控制高强混凝土深梁结构极限状态的抗剪力符合要求，全方位保障施工质量。

受压区高度界限系数观察。设计人员需要加强受压区高度界限系数观察分析，结合抗压设计强度计算结果进行综合评估，是否满足公路桥梁工程设计标准。另外，构建箍筋也会产生一定约束作用，致使高强混凝土强度受到影响。需要精准计算钢筋混凝土轴心受压构件正截面强度与套箍系数，提升结果的合理性。

高强混凝土运输和浇筑应该配备罐车，并通过泵送的方式及时浇筑，保证浇筑连续性。混凝土浇筑后期，配备专人负责混凝土养护工作，定期观察和分析，落实养护措施到实处，避免温度裂缝出现从而影响到整体施工质量。

6 结语

综上所述，在公路桥梁工程施工中应用高强混凝土，需要在充分实地勘察的基础上优化混凝土配合比设计，加强原材料质量控制。在合理的设计方案支持下，优化混凝土施工过程，提升混凝土整体性能，力求打造质量和效益符合要求的公路桥梁工程项目。