摘要：现当今，随着我国经济的快速发展，高速铁路的发展也十分迅速，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。
关键词：高速铁路桥梁；墩身；混凝土；裂缝控制；施工技术
引言
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
在桥梁工程中，桥梁墩身裂缝的主要成因有荷载、温度、钢筋锈蚀、结构和施工问题。
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温度导致的裂缝
在桥梁墩身混凝土的浇筑工作中，由于整体结构不能采取隔离层等较为放松的约束机制，使得整体大体积混凝土在大气和温度的作用下，使其内部在较大的温度产生较大的应力，导致约束裂缝的大量出现。
1.3地基地质所导致的裂缝
地基础所导致的裂缝主要是因为地面的水平沉降和水平位移等问题，这些问题的出现大多是因为在桥梁工程建设开展前的资料试验不充分、分期建造、地质勘察不足、结构荷载差异过大等原因。
2预防和控制裂缝措施
针对于上述引发混凝土裂缝的实际问题，施工单位必须要制订科学的工作计划，对员工的工作能力和素质进行考察，并做好裂缝控制施工工作的技术交底，全面提升桥梁墩身的施工质量。
2.1做好桥梁结构设计工作
在开展铁路桥梁设计工作时，设计人员需要对构件中“抗”与“放”的关系进行妥善处理，防止由于结构断面突变造成应力集中现象，并且合理运用补偿收缩混凝土施工技术。在通常情况下，铁路桥梁墩身混凝土裂缝大多由混凝土收缩引起，因此，施工人员可以将膨胀剂掺加到混凝土中，以此实现对桥梁墩身混凝土收缩的补偿。在设计桥梁结构时，构造钢筋的配置也是需要设计人员进行重点关注，尤其是桥面板、箱梁壁等薄壁构件，更要对构造钢筋直径和数量进行慎重选择。此外，施工人员还要对构造钢筋知识进行学习，及时发现施工图上不合理之处并联系设计人员处理。
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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原材料质量控制和选用
1）水泥：在满足混凝土强度条件下配置低升温、低发热的混凝土，减小水泥用量，选用低水化热水泥，优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。2）骨料：混凝土受拉破坏的主要形式为水泥石与粗骨料粘结界面处的破坏，而混凝土的抗拉强度很大程度取决于水泥与骨料的粘连程度。骨料的料径、洁净程度、含泥量高低均是影响混凝土抗拉强度的重要因素，因此选料时采用级配、质量良好的砂石，细骨料采用细度模数Mf≥2．5的中粗砂，砂、石含泥量控制在1%以内，配以较低水灰比、适量的粉煤灰和外加剂，以减少水泥水化热，达到减小混凝土内部拉应力的效果。3）外加剂：混凝土在拌制过程中可适当加入一定量的减水剂、缓凝剂等，以提高混凝土的和易性，水灰比控制在0．55以下，可延长混凝土初凝时间至5h左右。4）混凝土配合比：降低配合比的水灰比，不仅有效降低水化热，而且减少收缩，减少外观弊病。但也不要盲目增加水泥用量，在施工现场，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩明显加大，水化热增加，加大了混凝土开裂的可能性。
2.4施工操作过程的相关注意事项
施工单位在进行高速铁路桥梁墩身混凝土施工建设过程中，还应制订科学的监督管理机制，对员工的工作行为进行全面的管理。具体的管理机制还应与国家规定的施工要求相结合，确保管理工作的科学性和有效性，避免由于人为因素导致混凝土出现裂缝。同时，施工单位还需要在保证混凝土结构质量的前提下，控制好施工经济成本。而如何提高施工效率，缩短工期的问题也是相关工作人员正在研究的主要工作内容，这还涉及到对施工技术的创新研究工作，施工人员应不断总结工作经验，发挥混凝土裂缝控制施工技术的应用优势，以此来避免裂缝问题的再次发生。基于我国科技信息技术的发展进步，施工人员可以利用网络技术收集和整理相关数据信息，并与其他施工单位进行交流探讨，以此来提高我国整体高速铁路桥梁墩身施工工作的水平。
结语
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。此项目通过采取增设冷却管、保温、调整混凝土浇注时间等“内降外保”措施后，裂缝得到了有效控制，同时也进一步印证了水化热是墩身裂缝产生主要原因的判断，对类似桥梁墩身大体积混凝土施工起到一定的借鉴作用。
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论文作者:于智达
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 桥梁论文; 成因论文; 荷载论文; 体积论文; 水化论文; 《基层建设》2019年第29期论文;