铁路桥梁大体积混凝土结构防裂分析

李丽娟

中铁二十五局第二有限公司 210033

摘要：铁路桥梁大体积混凝土防裂是铁路桥梁工程建设的一个重要环节，基于此，文章首先从自身和外部两方面详细分析了铁路桥梁工程大体积混凝土结构开裂的原因，并提出建议性应对措施，为有关混凝土防裂的研究及施工提供有益参考。

关键词：铁路桥梁；大体积混凝土；结构防裂

引言

根据我国《大体积混凝土施工标准》（ＧＢ５０４９６—２０１８）里规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸≥１ｍ的大体量混凝土或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。在铁路桥梁工程建设中，大体积混凝土普遍存在且多为钢筋混凝土，一旦开裂达到一定程度，势必导致露筋等质量隐患出现，对混凝土结构的受力将造成严重的影响，因此，防裂工作非常重要。

1开裂原因分析

１）人，在大体积混凝土结构施工中起决定性的作用，铁路桥梁工程大体积混凝土结构防裂应重点以控制人的影响因素为出发点。人的因素分为两个方面，一是施工过程中施工现场实际操作工人的专业业务能力和熟练程度，专业业务能力越强，熟练程度越高的工人，越能清楚哪些环节比较容易造成结构开裂，越能有效控制开裂问题的发生。二是施工单位项目部的质量管理体系运行状况及技术管理能力，质量管理体系运行越良好、技术管理能力越强，对开裂现象的控制效果会越好。

２）材，主要指混凝土的组成材料，包括工程材料和施工用料，又包括原材料、半成品、成品、构配件和周转材料等。各类材料是混凝土施工的物质基础，若材料质量不符合要求，混凝土结构的质量就难以保证，预防开裂也是空谈。

３）机，在大体积混凝土结构施工中可能涉及到的机械和工器具。包括混凝土拌和站的拌和机、混凝土罐车、混凝土输送泵车、振动器等相关机械及工器具。机械设备的影响虽然不及人的因素影响大，但机械及工器具却是保证大体积混凝土顺利施工的物质条件。物质条件越好，越有助于避免开裂。

４）施工工艺工法，主要指的是采取的工艺措施和施工方法，施工工艺越先进，施工工法越适用，越有助于预防开裂。如在实际施工中采用人工洒水养护的结构比自动喷淋设备进行养护的混凝土结构更容易开裂。

５）施工环境的影响，主要包括自然气候环境因素、管理环境因素以及作业环境因素。自然环境主要是混凝土结构施工及养护过程中的气候条件，如在雨天、低温环境下浇筑的混凝土结构，更容易开裂。管理环境主要是指混凝土结构施工过程中的管理协调，浇筑过程中有中断的结构比连续浇筑的结构更容易开裂。作业环境主要是指结构混凝土结构形成过程中的平面及空间环境条件等，如通风、夜间施工时照明条件等方面良好，越能保证混凝土结构成型过程的顺利进行，减少开裂的可能。

2铁路桥梁大体积混凝土结构防裂分析

2.1结合实际需要，严谨选材，物尽其用

１）水泥混凝土原材料的品种选择，对预防开裂至关重要。应尽量选择矿渣水泥或复合硅酸盐水泥等适用于大体积混凝土施工的低水化热品种的水泥，杜绝采用快硬硅酸盐水泥等不利于大体积混凝土释放水化热的品种。２）水泥混凝土地材的质量越好，越有助于预防开裂。选用级配越好的粗、细骨料，混凝土开裂的几率越低。如在厚大无筋或少筋的大体积混凝土，适量掺入优质的大石块，能不同程度地减少水化热，有效预防开裂。不过对于掺入的石块总量应严格控制，原则上不应超过混凝土的２０％。另外，细骨料方面，选用中粗砂，更有利于预防开裂。３）水泥混凝土辅助材料，随着不断的科学实践，越来越多的被运用到实际施工中。常用的辅助材料有掺合料和外加剂，掺合料对混凝土裂缝有显著作用，如粉煤灰、矿粉等掺合料，可以提高混凝土的和易性、改善混凝土的工作性能。掺合料的选用，应着重考虑掺合料自身的理化性能，否则将适得其反。如粉煤灰这类对混凝土的早期干缩影响较大的掺合料，要顾及到细度较粗或含碳量高时会大幅度增加混凝土的需水量。另外，在大体积混凝土配备时适量添加外加剂，能明显改善混凝土工作性能。如在大体积结构的混凝土中掺入适量的减水剂，不仅减少拌和用水，而且节约水泥和降低了水化热。此外，对于泵送混凝土，尤其在炎热的夏天施工时，为了方便施工，往往采用加缓凝剂，以有效延缓凝结时间，合理释放水化热。

2.2严控施工工艺，减少不规范行为

１）结合实际，选取合适的施工工艺，有效强化混凝土成形过程的质量控制。如选取合适的振捣方式，以及加强浇筑过程中的振捣效果，均能提高混凝土的密实度，有效避免开裂。同时，要控制振捣时间，防止过振或漏振。振捣的效果，要以混凝土表面泛浆、振捣力波及范围重叠１／２为宜。对于过厚的混凝土，宜分层浇筑，分层流水振捣，在确保在下层初凝前必须完成上层混凝土的浇筑，以减少施工中出现水平施工缝，确保混凝土结构的整体性。施工完成后应对混凝土结构顶面进行压实、收平，以增强混凝土顶面的密实度和抗裂能力，降低裂缝产生的可能。２）采取积极措施，减少季节性特点对混凝土质量的影响。冬期施工时，应采取合理可行的保温措施预防开裂，要严格控制混凝土内外的温差，避免发生混凝土表面被冻裂。夏季施工时，则尽量避开高温和太阳辐射较高的时段进行，浇筑混凝土安排在夜间为宜，拌和混凝土前采取措施冷却粗骨料，以降低混凝土的浇筑温度。

2.3采取技术措施，有效释放水化热

一是对于承台等厚度在２ｍ以上的大体积混凝土，可采用合理的降温措施有效控制混凝土内部温度，通常在混凝土结构中埋设水管，通过冷水降温，从而减少混凝土内外温差。冷却水管冷却任务完成后，按设计要求进行灌封处理，确保质量合格；二是对于大跨度连续梁０号段等有横向、竖向张拉的大体积结构，可进行分层、分段施工，合理扩大大体积混凝土结构的散热面，以有效减少水化热量能堆积。但分层、分段施工时，应加强施工缝的质量控制，确保符合设计及验收标准要求。例如，某工程项目某特大桥施工，连续刚构主跨承台采用埋设水管，通过冷水降温，连续梁０号段通过分层浇筑达到了降低水化热要求，避免了开裂。

2.4严格落实混凝土的养护措施及温度检测

要严格按照施工方案要求，在混凝土浇筑完毕后，及时采取洒水覆盖等养护措施，切实降低混凝土结构的内外温差，进而有效降低结构的自约束应力。同时应有效降低混凝土结构的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体的抗裂能力。在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在良好的环境下养护，确保混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求。保温养护的持续时间应根据温度应力加以控制和确定。保温覆盖层的拆除分层逐步进行，在保温养护过程中保持混凝土表面的湿润。

结束语

本文主要围绕铁路桥梁大体积混凝土结构的防裂措施展开探讨，相关施工人员在施工过程中，必须做好各项工作，把控细节，从整体上保证和提升工程质量。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部．ＧＢ５０４９６—２０１８：大体积混凝土施工标准［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２０１８．

[2]李荣荣，朱久权．大体积混凝土的温控防裂技术[J].广东建材，２０２０，３６（１）：３６－３９．

[3]于杰．夏季高原干旱地区铁路桥墩大体积混凝土防裂技术研究[D].兰州：兰州交通大学，２０１４

作者简介：李丽娟，女，（19760809），蒙古族，辽宁省朝阳市，本科，工程师研究方向：混凝土。