高強混凝土在公路橋梁工程中的應用分析

文/韓新

1 前言

在經(jīng)濟新常態(tài)背景下，我國交通基礎設施建設力度逐步增強，推動交通事業(yè)發(fā)展的同時，對公路橋梁工程施工質(zhì)量也提出了新的要求。在施工中，高強混凝土作為施工主要材料，其性能很大程度上影響工程施工質(zhì)量，由于缺乏合理有效的管理，容易造成資源損耗，埋下一系列安全隱患。所以，在公路橋梁工程施工中應重點加強質(zhì)量控制工作，優(yōu)化高強混凝土配合比設計，依據(jù)施工標準和流程應用到實處，在增強混凝土強度和硬度的情況下，打造現(xiàn)代工程建設質(zhì)量的公路橋梁工程。

2 公路橋梁工程施工中高強混凝土的應用意義

面對新時期公路橋梁工程建設相關要求，在保證工程質(zhì)量和使用壽命的同時，也要多方面考量工程的低成本與節(jié)能環(huán)保要求，提升混凝土抗折強度和耐久性，便于打造質(zhì)量符合要求的公路橋梁工程。高強混凝土逐漸成為未來公路橋梁工程建設主要材料，其相較于常規(guī)材料具有不離析、易澆筑、提及穩(wěn)定和韌性高等特點，實際應用經(jīng)驗較為豐富。總的來說，在公路橋梁工程施工中應用高強度混凝土材料，可以提升工程結構整體承載力，降低裂縫出現(xiàn)概率，延長工程使用壽命的同時，最大程度上降低工程施工成本[1]。

3 高強混凝土的優(yōu)點

體積穩(wěn)定性較高。高強混凝土的體積穩(wěn)定性高，可以改善工程受力情況，混凝土硬化早期階段混凝土的水化熱性能較低，硬化后期，混凝土收縮變形較小，可以大大提升公路橋梁工程整體結構穩(wěn)定性和安全性。

耐久性高。高強混凝土的耐久性高，主要表現(xiàn)在抗?jié)B性、抗凍性和密實性良好，同時具備較強耐磨性與抗腐蝕性優(yōu)勢特點。相較于一般混凝土使用壽命更長，最長多達百年[2]。

輕質(zhì)性。高強混凝土的輕質(zhì)性特點，表現(xiàn)在橋梁工程整體自重下降，而強度更高。目前，很多現(xiàn)代化橋梁跨度更高、長度更長，普通混凝土自重較大，因此無法滿足現(xiàn)代公路橋梁工程建設需要。而高強混凝土可以減輕梁體自重，而且可以提升公路橋梁工程的結構抗震性和跨越能力，并賦予公路橋梁工程較長的使用壽命[3]。

4 高強混凝土在公路橋梁工程中的應用

4.1 優(yōu)化混凝土原料配合比

高強混凝土在公路橋梁工程中應用，為了起到應有的性能水平，應注重對混凝土原材料配合比優(yōu)化設計，從源頭上保障施工質(zhì)量。原料主要包括粗骨料、細骨料、水泥以及外加劑等材料。水泥材料的選擇，可以優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥材料，具有較強的安全性和使用性能，減少水化熱。加強水泥初凝時間控制，提升混凝土早強性能，活性符合設計標準?；?guī)r碎石是一種強度較高的材料，其中礦物成分與水泥漿有機整合，可以進一步提升混合料整體強度，因此是最佳的粗骨料[4]。碎石材料選擇中要考慮抗壓強度，在混凝土強度50%以上；集料粒徑控制在20～25mm 范圍內(nèi)，集料空隙小，混凝土強度與和易性得到保障。細骨料的選擇，嚴格控制顆粒與含泥量，并選擇江沙或河沙材料進行混凝土拌和，細讀模數(shù)在2.6～3.5 范圍內(nèi)，砂石顆粒太小則會導致混凝土黏稠，影響到后續(xù)混凝土振搗工作質(zhì)量。砂粒過粗，后期澆筑混凝土其保水性無法得到保證。依據(jù)配合比設計要求，加入適量外加劑，有助于控制混凝土凝結時間和早強指標關系，改善混凝土和易性、流動性，減少水泥用量，降低后期水泥水化熱現(xiàn)象[5]。

需要注意的是，高強混凝土配合比設計中，水灰比的確定尤為關鍵，碎石型高強混凝土的強度和水灰比的關系可以用公式表示：

卵石型高強混凝土的強度和水灰比的關系可以用公式表示：

式（1）～式（2）中：∫c和∫k分別表示混凝土強度與水泥標號；C/W 則表示水灰比。

4.2 高強混凝土澆筑施工

公路橋梁工程施工中，高強混凝土材料配合比設計后，應進行試配來分析不足，確定水泥和外機架用量，依據(jù)標準均勻攪拌。攪拌時嚴格控制混凝土坍落度，基于測定設備定期進行。拌和物稠度不斷變化，應注重配合比優(yōu)化設計，增強混凝土工作性能?；炷涟韬托阅芊弦螅皶r澆筑混凝土，結合工程項目特性多選擇分層澆筑模式，確保各層混凝土澆筑厚度不超過500mm，保證高強混凝土的振搗實踐和強度契合標準[6]。

4.3 混凝土養(yǎng)護

高強混凝土支配時加入適量的摻和料與減水劑，控制混凝土內(nèi)部水分不會過快蒸發(fā)，適當?shù)难a充水分減少混凝土過快干縮開裂。夏季時應加強混凝土收縮性控制，做好后期養(yǎng)護工作，覆蓋草料或灑水養(yǎng)護，縮小混凝土內(nèi)外溫差；冬季則要做好混凝土保溫，避免環(huán)境溫度過低影響到混凝土性能，降低混凝土裂縫出現(xiàn)概率，提升混凝土整體性能。只有高強混凝土的耐久性和強度得到保障，才能為后續(xù)公路橋梁工程整體質(zhì)量提供堅實保障[7]。

4.4 高強混凝土在公路與橋梁施工中應用

公路工程施工中應用高強混凝土，主要是基于傳統(tǒng)高速公路混凝土施工基礎上進行，同時具有耐久性高、穩(wěn)定性高和機械強度高等特點。所以，公路施工中采用高強混凝土，在抵御雨水、暴曬和冷凍侵蝕方面具有更加突出的表現(xiàn)。同時，還可以增強結構強度，控制路基下沉等情況，確保高強混凝土的耐久性得到最大程度上的展現(xiàn)。在橋梁施工中應用高強混凝土，可以滿足大跨度橋梁施工需要，面對施工難度逐步提升帶來的挑戰(zhàn)，基于高強混凝土來改善常規(guī)混凝土的不足，減輕橋體自重的同時，提升橋梁工程抗震性和耐久性。另外，還可以減少材料用量和成本，工程使用壽命得到延長，創(chuàng)造更為可觀的效益。

5 公路橋梁工程施工中高強混凝土應用的注意要點

強度取值和彈性參數(shù)。在公路橋梁工程設計階段，要求設計人員結合設計規(guī)范計算混凝土強度，抗壓強度和軸心抗壓標準強度符合要求，并依據(jù)混凝土強度折減系數(shù)來確定混凝土強度數(shù)值。計算中要分析折減系數(shù)，提升混凝土設計強度，通過實際試驗和測量方式來計算混凝土結構彈性模量，以此來保障混凝土整體性能符合要求。

深梁抗剪力計算。依據(jù)規(guī)范內(nèi)容計算混凝土在深梁結構抗剪能力基礎上，還要考慮常規(guī)狀態(tài)與極限狀態(tài)下抗剪力的差異，分別計算得到數(shù)值后優(yōu)化設計，以此來控制高強混凝土深梁結構極限狀態(tài)的抗剪力符合要求，全方位保障施工質(zhì)量。

受壓區(qū)高度界限系數(shù)觀察。設計人員需要加強受壓區(qū)高度界限系數(shù)觀察分析，結合抗壓設計強度計算結果進行綜合評估，是否滿足公路橋梁工程設計標準。另外，構建箍筋也會產(chǎn)生一定約束作用，致使高強混凝土強度受到影響。需要精準計算鋼筋混凝土軸心受壓構件正截面強度與套箍系數(shù)，提升結果的合理性。

高強混凝土運輸和澆筑應該配備罐車，并通過泵送的方式及時澆筑，保證澆筑連續(xù)性?；炷翝仓笃冢鋫鋵Ｈ素撠熁炷琉B(yǎng)護工作，定期觀察和分析，落實養(yǎng)護措施到實處，避免溫度裂縫出現(xiàn)從而影響到整體施工質(zhì)量。

6 結語

綜上所述，在公路橋梁工程施工中應用高強混凝土，需要在充分實地勘察的基礎上優(yōu)化混凝土配合比設計，加強原材料質(zhì)量控制。在合理的設計方案支持下，優(yōu)化混凝土施工過程，提升混凝土整體性能，力求打造質(zhì)量和效益符合要求的公路橋梁工程項目。