鐵路橋梁墩身混凝土裂縫成因及防治措施

高亮

摘要：近年來，隨著國(guó)家和地方政府在鐵路橋梁工程上的投入日漸增多，鐵路橋梁交通網(wǎng)絡(luò)也逐步完善，給人們的出行帶來了方便。橋梁墩身多以混凝土結(jié)構(gòu)為主，由于混凝土結(jié)構(gòu)施工的特殊性，墩身開裂極為常見，如果開裂問題得不到有效的預(yù)防與控制，墩身在橋梁中的作用將難以實(shí)現(xiàn)。因此，在交通事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的過程中，工程企業(yè)當(dāng)下需要重點(diǎn)關(guān)注鐵路橋梁墩身混凝土開裂問題，并結(jié)合工程實(shí)際和結(jié)構(gòu)要求，選擇有效的開裂預(yù)防對(duì)策。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁;墩身;混凝土裂縫;成因;防治措施

1工程概況

新建大同至張家口高速鐵路河北段DZSG2015-1標(biāo)段右線跨呼張正線特大橋位于河北省張家口市懷安縣境內(nèi)，大橋中心里程DK45+762.62，橋梁起訖里程改DK44+898.7-改DK46+626.56，橋梁全長(zhǎng)1727.81延長(zhǎng)米，起點(diǎn)位于柴溝堡鎮(zhèn)郭家房村西側(cè)，終點(diǎn)位于改DK46+626.56與跨京新高速他大橋相匯。全橋孔跨式樣：?jiǎn)尉€15-24m簡(jiǎn)支梁，38-32m簡(jiǎn)支梁，1-（32+48+32）m單線連續(xù)梁，全橋長(zhǎng)1727.81m，共56跨。橋墩采用單線圓端形實(shí)體橋墩，最大墩高度24m。墩臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為樁基礎(chǔ)。

2橋梁墩身混凝土裂縫的主要特征

鐵路橋梁墩身混凝土開裂主要呈現(xiàn)以下特征：（1）裂縫多表現(xiàn)為豎向延伸，裂縫長(zhǎng)度與墩體高度相接近;（2）墩體中間裂縫的寬度較大，該裂縫在兩端延伸處逐步變細(xì)且最終消失;（3）裂縫數(shù)量多，寬度小，多以寬度在0.3mm以下的裂縫為主，同時(shí)也存在一些寬度較大的裂縫;（4）墩身兩端的裂縫分布較少，而更多的裂縫集中在墩身部位;（5）拆模以后墩體裂縫更容易發(fā)生，主要是由于氣溫快速降低，加劇了裂縫的形成，一段時(shí)間以后，裂縫的總體數(shù)量雖然逐步增多，但裂縫寬度卻不會(huì)有明顯的變化;（6）墩體四周有回填土?xí)r，裂縫表現(xiàn)更為明顯，主要表現(xiàn)為橫向剪切裂縫。

3鐵路橋梁墩身混凝土裂縫成因

3.1荷載引起的裂縫

這種類型的裂紋通常是由外載荷的直接應(yīng)力和二次應(yīng)力引起的。造成這一問題的具體原因是橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能有效地考慮計(jì)算與模型之間的關(guān)系。結(jié)果造成結(jié)構(gòu)條件不合理，設(shè)計(jì)截面不足，鋼筋布置存在問題。橋梁工程施工環(huán)節(jié)荷載引起的裂縫，在一定程度上是由于結(jié)構(gòu)處理不當(dāng)、未能嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工造成的裂縫;或者是由于大型車輛過度滾動(dòng)而產(chǎn)生的裂縫，或者是由于自然災(zāi)害導(dǎo)致。

3.2溫度導(dǎo)致的裂縫

墩身混凝土施工時(shí)，由于整體結(jié)構(gòu)不能使用隔震層等相對(duì)松弛的約束機(jī)制，導(dǎo)致大量混凝土體積非常容易受到大氣和溫度的影響，使其內(nèi)部溫度應(yīng)力產(chǎn)生破壞。進(jìn)而在最終造成裂縫的出現(xiàn)。

4提升鐵路橋梁墩身混凝土裂縫控制質(zhì)量的技術(shù)措施

4.1鐵路橋梁墩身混凝土的溫度控制

鐵路橋墩混凝土在澆筑過程中，所采用的大體積混凝土的內(nèi)部溫度會(huì)迅速升高，導(dǎo)致溫差較大，為了保證澆筑過程中墩身混凝土的質(zhì)量，相關(guān)施工人員可采用內(nèi)框架外保溫措施，采用冷卻管降低混凝土內(nèi)部溫度，在采用薄壁鋼管冷卻管道，澆筑前應(yīng)檢查水質(zhì)，檢查是否存在堵漏問題，完成整個(gè)冷卻工作時(shí)，則是應(yīng)該在第一時(shí)間進(jìn)行壓漿封閉作業(yè)，從而確?；炷恋睦鋮s質(zhì)量。應(yīng)該對(duì)混凝土外壁展開保溫作業(yè)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)外溫差的有效把控，促使其處于不會(huì)開裂的區(qū)間，并且還應(yīng)該重視混凝土外壁的濕度問題應(yīng)該借助薄膜編織布等展開外部的包裹作業(yè)，防止混凝土由于自然條件的突然變化而出現(xiàn)裂縫。

4.2鐵路橋梁墩身混凝土的材料控制

在整個(gè)工程里，材料為防止裂縫出現(xiàn)的根本所在，第一必須重視水泥的選用，橋梁墩身混凝土澆筑時(shí)，為保證調(diào)配出適宜的混凝土，應(yīng)該從水泥用量上展開有效的把控，在降低水泥用量的同時(shí)盡可能的使用低熱水泥，特別是能夠使用一些硅酸鹽水泥。第二為骨料的選用，造成混凝土裂縫出現(xiàn)的眾多因素之中，遭受拉破壞的主要形式便為水泥和骨料連接面處的破壞，這也就意味著混凝土抗拉的具體情況往往受制于骨料和水泥的連接情況，所以必須要對(duì)骨料的直徑情況、含沙量等設(shè)置明確的把控標(biāo)準(zhǔn)，由此從源頭上強(qiáng)化混凝土的抗拉性能。第三為，應(yīng)該減弱水灰比，如此能夠極大的降低水化熱，減少在進(jìn)行澆筑后混凝土收縮情況，且強(qiáng)化混凝土和易性，降低由于配合比因素所造成的外觀問題。

4.3施工工藝控制

墩身混凝土的施工流程復(fù)雜，為了有效對(duì)混凝土裂縫加以控制，施工過程中應(yīng)加強(qiáng)施工工藝控制：（1）適當(dāng)降低混凝土入模溫度，在混凝土攪拌作業(yè)進(jìn)行時(shí)，添加一定的冷卻水，實(shí)現(xiàn)攪拌溫度控制，在混凝土澆筑作業(yè)中，科學(xué)控制澆筑溫度。（2）進(jìn)行墩身分層澆筑作業(yè)時(shí)，每層的澆筑厚度都應(yīng)該保持在300mm以內(nèi)，且要注意對(duì)澆筑速度的控制，當(dāng)澆筑速度過快時(shí)，由于水泥水化熱產(chǎn)生的熱量難以及時(shí)散發(fā)，可能會(huì)引起混凝土裂縫。（3）做好混凝土的振搗作業(yè)，通過振搗工具的選擇，振搗時(shí)間的控制，提高混凝土密實(shí)度，嚴(yán)禁振搗時(shí)的過振作業(yè)，否則，墩身外表面可能會(huì)由于混凝土離析而引起質(zhì)量問題。振搗作業(yè)結(jié)束以后，在墩頂開展二次抹面作業(yè)，并及時(shí)覆蓋，維持一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)。（4）對(duì)于墩身下部易出現(xiàn)開裂問題的部位，在處理時(shí)可以通過布設(shè)小間距、小直徑的溫度鋼筋，來改善混凝土的抗裂性。

結(jié)論

混凝土是現(xiàn)代工程施工中的重要材料，但易出現(xiàn)裂縫病害，不僅影響整體觀感，還會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)物的承載力造成影響，隨之出現(xiàn)鋼筋銹蝕等問題，混凝土的碳化現(xiàn)象愈發(fā)明顯，整體耐久性持續(xù)下降，無法為結(jié)構(gòu)的正常使用提供保障，甚至對(duì)人員的安全造成威脅?；诖?，必須在施工中做好質(zhì)量控制工作，分析可能出現(xiàn)的裂縫并采取針對(duì)性防治措施，確保混凝土使用效果，為工程項(xiàng)目的持續(xù)運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造穩(wěn)定環(huán)境。。

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