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高速铁路桥梁墩身混凝土裂缝控制施工技术(1)

王腾汉
摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的高速铁路建设在不断加快，在实际的高铁运行过程中，铁路桥梁的质量问题成为了人们关心的重点问题之一。这就涉及到前期施工过程中的质量管理环节，现阶段，高速铁路桥梁墩身常见的故障问题就是混凝土裂缝问题，这就要求相关施工人员积极结合实际问题研究有效控制裂缝的施工技术，确保施工工作的安全与稳定，对此展开分析，为类似工程提供借鉴。
关键词：高速铁路;桥梁墩身;混凝土施工;裂缝控制
随着高速铁路的迅速发展，以及山区铁路修建复杂桥梁工程不断出现，大承台、高墩柱等大体积混凝土的应用越来越广泛。但是，墩身大体积混凝土裂缝是一直困扰着桥梁工程技术人员的技术难题，许多桥梁墩身混凝土在施工过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝，其成因复杂、繁多，有时多种因素相互影响。尽管在施工中也采取了各种措施但裂缝仍然时有出现，有些还造成了无法估量的损失。为了减少和控制裂缝的出现，降低经济损失，本文依托某高速铁路桥梁工程墩身大体积混凝土施工，对裂缝的成因、采取的措施等进行探讨。
1铁路桥梁墩身混凝土裂缝成因
1.1荷载引起的裂缝
荷载引起的裂缝主要因为外荷载的直接应力和次生应力相互作用所产生的大规模裂缝，其主要成因多是由于在墩身施工设计阶段，没有充分考虑到计算与模型之间的联系，所导致的结构不合理，设计断面不足和钢筋布置等问题。而在桥梁工程的施工阶段，荷载所产生的裂缝可能是因为构造处置不当，没有严格按照设计图纸进行施工所导致的。而在桥梁工程的使用阶段，荷载所产生的裂缝往往是因为大型车辆的负担、自然灾害所造成的。
1.2温度因素
在桥梁墩身混凝土施工过程中，混凝土硬化期间会释放大量的水化热，使得混凝土内部温度增加，從而引起表面拉应力。随着后期的冷却降温，混凝土会在基础和原来墩身的约束下形成内部拉应力。
1.3墩身钢筋锈蚀引起
钢筋锈蚀后其体积将大大超过原体积，使钢筋位置处的混凝土受到内压力而产生裂缝，并随之剥落。本项目所处地理环境未属于腐蚀环境，且墩身钢筋在加工厂房统一堆放、加工，运至作业面及时安装，并无钢筋长期露天堆放和腐蚀造成锈蚀现象，因此可排除因钢筋锈蚀导致裂缝产生这一因素。
2有效控制混凝土裂缝问题的施工方法
2.1材料质量检查及科学配比
在高速铁路桥梁墩身混凝土裂缝控制施工技术的实际使用过程中，施工人员首先应明确技术的具体操作流程，结合规定的流程稳步开展施工工作。根据本次施工工作过程中存在的问题，施工人员需要将工作重点放在对混凝土材料的质量检查工作上，结合施工计划当中设定好的原材料质量要求来采购相应的材料。并应在材料进场时进行详细的验收检查工作，避免由于材料问题而导致混凝土裂缝。通常情况下，在水泥材料的选择过程中，施工单位应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。同时，基于我国对安全文明施工的具体要求，施工单位在选择其他材料时，可以采用就地取材的方式，并且可以合理使用一些建筑废弃物。比如，对砂石骨料的选择就可以采取上述方法，但是需要做好砂石的清洗工作及质量检查工作。此外，混凝土在拌制过程中可适当加入一定量的减水剂等，以提高混凝土的和易性，并且应当将水灰比控制在0.55以下。而在材料准备工作完成后实际开始混凝土拌制工作时，施工人员需要结合前期计划当中拟定好的材料配合比数据制作混凝土试件，对混凝土的强度等级进行测试，然后对配合比数据进行科学的调整，这是有效控制混凝土裂缝问题的关键环节。
2.2铁路桥梁墩身混凝土的温度控制
铁路桥梁墩身混凝土所使用的大体积混凝土的特点之一是在进行浇筑内部温度会迅速上升，从而造成一个大量的温度差使得混凝土自身开裂。为保证铁路桥梁墩身混凝土浇筑质量，施工队伍可以采用内降外保的措施，通过冷却管来降低混凝土内部温度。需要冷却的管道要使用薄壁钢管进行冷却，在浇筑前通水检查是否存在管道堵塞，漏水现象，在冷却工作完成后要及时压浆封闭，保证大体积混凝土的冷却质量。对混凝土外壁要进行保温措施，保证内外温度差异能够控制到不会开裂的程度。同时还是注意混凝土外壁的湿度控制，要采用薄膜、土工织物等材料对混凝土外壁进行包裹，避免混凝土因为外界自然条件的剧烈变化而产生裂缝。
2.3加强工程建设中的监督检查
质量监督在工程施工和工程质量检测中具有非常关键的作用，因此每个工序都必须达到质量标准的要求。（1）质检人员要对施工过程中要使用的施工机械和设备材料进行进场前的质量检测，确保质量合格才可以进入施工现场。在施工过程中，还要定期对机械设备运转情况进行检查。（2）加强对工程施工中的重点部位施工质量进行质量监控。不仅要监控是否做好技术准备，而且还要监控交接制度，确保重点部位的施工质量。（3）还要对现场施工人员以及维修人员进行业务考核。考核不合格的人员要进行二次培训，二次培训不合格人员要调离施工现场。桥梁墩身质量检测还要加强对砼强度的检查，以及混凝土中是否存在蜂窝和麻面的现象，并用测定仪器对混凝土保护层厚度进行测量，检测其是否达标。检测过程中，如果发现存在相关问题或质量未达标，就要马上采取修补措施进行修补，如可选用渗透性好的聚合灰浆修补法进行修补。
2.4充分利用混凝土的后期强度
要减少桥梁墩身混凝土裂缝的产生，可结合工程建设特点，对混凝土后期强度进行充分利用，适当减少用水量，以此实现混凝土水化热与收缩的减少。由于桥梁墩身混凝土施工具有工期长的特点，无法对28d混凝土施加设计荷载，因此，适当推迟试验混凝土标准强度的龄期比较合理，如推迟到56d或90d。在这种情况下，通过对混凝土后期强度的充分利用，可实现水泥用量的有效减少，将每平方米水泥用量减少40～70kg，混凝土内部温度也会相应地减少4～7℃。
3结语
裂缝是桥梁工程墩身混凝土的常见通病之一，也是工程技术人员需要重点关注的质量环节，但桥墩裂缝的形成原因相当复杂，还须所有工程技术人员对其进一步的探讨。在工程施工过程中加强预防和控制，落实标准化施工工艺，分析其原因，采取有针对性的防裂措施，才能有效地减少或避免混凝土的开裂。
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（作者单位：中铁四局集团第一工程有限公司）

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