高原地区梁式桥梁典型质量通病原因分析及防治措施

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1.前言

近些年随着西部大开发战略的深入实施，着力强化交通基础设施建设，加速国家高速公路及国省道干线公路改造及农村公路建设，而桥梁是关键节点工程，一旦损坏将会影响整条路的通畅。在桥梁工程类型中，梁式桥目前是公路上应用得最广泛的桥型之一，随着海拔高度的上升，高原地区的气候、环境就变得极度复杂、恶劣，这对桥梁工程的质量耐久性带来严峻挑战。

2.质量通病原因分析及防治措施

2.1 大体积承台温度裂缝（见图1）

图1 承台温度裂缝

原因分析：

（1）混凝土原材料选用不当，水泥质量不好，如水泥安定性不合格，骨料级配不良或砂石含泥量超标，导致浇筑后易产生裂缝。

（2）当承台混凝土浇筑量较大时，混凝土硬化过程中产生的水化热使混凝土内部温度远远高于外部，从而出现较大的温度应力，若此超过混凝土自身的极限抗拉应力，就会在混凝土内部产生裂缝。

（3）混凝土浇筑后的保温及降温工序控制没有得到很好监控，从而导致混凝土开裂。

（4）混凝土养生不到位，过早脱模，使混凝土表面产生裂缝。

防治措施：

（1）合理选用优质水泥与集料。水泥品种优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜选用复合硅酸盐水泥，同时根据实际情况，检测集料碱活性指标，控制混凝土的总碱含量。

（2）合理骨料级配，优化混凝土配合比。尽量选用连续级配的粗集料，细骨料宜选用中砂，在混凝土中宜掺加可降低混凝土早期水化热的外加剂和掺合料，在保证混凝土强度、和易性及塌落度的前提下，减少单方混凝土胶凝材料中的水泥用量。

（3）加强混凝土施工工序控制，合理选择浇筑工艺方案。通常情况宜采用分层或分块浇筑，针对大体积承台浇筑混凝土体量较大时，施工前应确定振捣间距及深度、混凝土分层厚度、浇筑顺序及方向等满足实际需求。还要确保浇筑过程中间歇小于前层混凝土初凝时间，且施工缝处的混凝土面凿毛处理应满足规范相应要求。

（4）规范布置冷却循环等措施，浇筑后及时对混凝土进行温度监测；钢筋绑扎施工时按照设计或规范要求布置冷却管道，待混凝土浇筑完成后及时对混凝土结构内外及周边环境温度进行连续监测，根据监测结果及时对冷却水循环措施进行相应的调整，确保温控指标满足要求。

（5）加强混凝土养生措施，合理规定拆模时间。混凝土浇筑完成后，尤其在大风天气下应尽快对此覆盖、保湿，混凝土养生时间不少于7d，对于大面积裸露的承台混凝土应带模蓄水养生不少于5d，冬季期间混凝土浇筑前应架设暖棚，采取蒸汽措施进行保温保湿。

以青海地区某特大桥大体积混凝土承台为例，分三种工况进行建模分析：一次浇筑（见图2）、两次浇筑（见图3）和冷却管循环（见图4）。承台一次浇筑的最高温度为79℃，超出规范要求不大于75℃；承台分两次浇筑的最高温度为75℃，处于规范要求临界状态，但对承台整体控制仍旧不利；但通过布置冷却管循环，最高温度为65℃，可以有效降低承台内部的最高温度。

图2 一次浇筑

图3 两次浇筑

图4 布置冷却管循环

2.2 沿梁体预应力管道出现析白裂缝（见图5）

图5 梁体沿波纹管析白

原因分析：（1）使用传统孔道压浆材料和普通制浆设备，部分性能指标未满足规范要求。（2）孔道压浆饱满度控制不严，管道中存在空气和水。（3）孔道压浆完成后未对梁体进行二次养生，造成孔道中浆体未凝固成型就已受冻。（4）受气候因素影响，孔道压浆浆体强度发展缓慢，波纹管中游离态水冻融循环。（5）压浆工序属于隐蔽工程，孔道压浆质量检测经验不足或检测手段应用匮乏，致使压浆施工问题未能有效解决。

防治措施：（1）加强波纹管后期保护措施，避免因后期存放保护不当，造成波纹管锈蚀或破损。（2）优先采用质量合格的专用压浆料进行智能压浆，并按照规范相应要求及时对搅拌后的浆液进行检测、留存试块，避免使用传统孔道压浆材料或压浆剂现场拌合、配制，使指标不满足规范要求。（3）压浆前应采用空压机吹除孔道内的空气、积水，避免混凝土浇筑或养生过程中留存的水稀释浆液，造成泌水现象。（4）确保压浆全过程及完成48h之内，保证结构或构件自身及周边温度不低于5℃，否则应采取二次养生措施，确保养生时间不少于7d。（5）应委托具有资质的第三方检测单位对压浆密实度进行专项检测。

2.3 桥梁橡胶支座老化、开裂（见图6）

图6 支座老化、开裂

原因分析：（1）橡胶支座产品质量不合格或支座耐久性能指标不满足高海拔气候条件。（2）支座在转运、存储以及安装过程中存在不规范现象。（3）支座长时间不均匀受力，产生鼓凸较为严重，故导致支座开裂。（4）支座一旦脱空，脱空外露部分长时间与外界空气接触，则会导致橡胶老化、开裂。

防治措施：

（1）对支座选型及布置时应充分考虑冻融环境对橡胶支座的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量的影响，尤其对弯桥、纵坡较大的桥梁，应计算低温组合最不利荷载下支座的受力状况。

（2）支座到达现场后，核查产品合格证、附件清单、有关材质报告单等，确保支座及配件外观质量、产品参数等各项指标满足设计规范要求；同时必须对支座进行随机抽样，在监理单位的见证下委托具有资质的第三方检测单位进行检测，不合格的材料应清除出场。

（3）加强支座垫石、梁底预埋钢板、支座安装等施工工序质量控制，确保支座就位准确，与梁底及支座垫石紧密贴合，处于与设计状态一致的受力状态。

（4）为避免因阳光直射、雨雪浸淋等原因造成橡胶支座老化，橡胶支座应妥善维护，并对所处的环境环境保持干燥、清洁；严禁与有害化学物品等接触，影响支座质量，对支座产生腐蚀。

3.结束语

综上所述，由于高原地区低温、低湿度、昼夜温差大、紫外线强等气候环境因素，一些质量通病亦量大面广，施工中需要重点考虑环境特点及气候条件的特殊性。本文结合高原地区梁式桥梁典型的质量通病及防治措施进行阐述，希望能够为今后高原地区桥梁施工提供借鉴意义，帮助工程人员有效预防上述质量通病，进一步提升高原地区公路梁式桥梁施工质量水平。