高寒凍融環(huán)境橋梁混凝土耐久性設(shè)計(jì)研究

李金濤 高明亮

（北京九通衢檢測(cè)技術(shù)股份有限公司， 北京 100000）

1 高寒凍融環(huán)境中橋梁混凝土的現(xiàn)狀

1.1 鹽水對(duì)橋梁進(jìn)行腐蝕

在以往的處理積雪的方式是在橋梁上撒鹽來(lái)進(jìn)行融雪，這種方式雖然有效，但是也會(huì)導(dǎo)致鹽溶入水中對(duì)橋梁進(jìn)行腐蝕，大大的降低橋梁的使用壽命

1.2 凍融情況對(duì)橋梁造成破壞

橋梁的混凝土非常容易受到高寒凍融環(huán)境的破壞，在高寒凍融環(huán)境中，橋梁的混凝土可能會(huì)因?yàn)閮鋈诂F(xiàn)象導(dǎo)致混凝土脫落，嚴(yán)重的影響到橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)以及橋梁的強(qiáng)度。

2 橋梁混凝土耐久度降低的原因

在高寒凍融環(huán)境中，混凝土耐久度降低也不是很短時(shí)間的事情，混凝土強(qiáng)度降低的時(shí)間是很久的，并且在這段時(shí)間中可能會(huì)有各種各樣的原因?qū)е禄炷聊途枚鹊慕档?。所以在研究高寒凍融環(huán)境橋梁混凝土耐久性的時(shí)候，應(yīng)該建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，把自然因素，人為因素以及高寒凍融環(huán)境等因素對(duì)混凝土耐久度的影響放入其中，通過(guò)建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型你來(lái)幫助研究高寒凍融環(huán)境橋梁混凝土耐久性。

當(dāng)然，考慮到高寒凍融環(huán)境橋梁混凝土耐久性所需要考慮的因素太多，無(wú)法很好的建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究。并且橋梁混凝土耐久度降低本身就是一個(gè)時(shí)間跨度非常大的過(guò)程，需要長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)記錄，所以需要對(duì)高寒凍融環(huán)境橋梁混凝土耐久性研究進(jìn)行進(jìn)一步的完善，幫助橋梁施工項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)找到更適合在高寒凍融環(huán)境中使用的混凝土。當(dāng)然，在這里也需要對(duì)高寒凍融環(huán)境中橋梁的施工提出幾點(diǎn)的建議。第一，在進(jìn)行高寒凍融環(huán)境的橋梁施工時(shí)，應(yīng)該合理的選擇橋梁建筑的地點(diǎn)，最大程度避免各種自然因素對(duì)橋梁的影響。第二，在進(jìn)行橋梁施工的時(shí)候，也應(yīng)該重視當(dāng)?shù)丨h(huán)境對(duì)橋梁的影響，針對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的橋梁施工方法的改進(jìn)，提高橋梁的壽命。第三，應(yīng)該重視混凝土的配比，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出更加適合高寒凍融環(huán)境的混凝土，然后用到橋梁施工上面。

3 提升橋梁混凝土耐久性的方案

高寒凍融環(huán)境對(duì)橋梁的混凝土耐久性有著很大的影響，大大降低了橋梁的使用壽命，也降低了橋梁的承載重量。為了更好的促進(jìn)高喊凍融環(huán)境中橋梁的使用，就應(yīng)該針對(duì)當(dāng)?shù)氐那闆r，進(jìn)行針對(duì)行攝施工設(shè)計(jì)，通過(guò)改善橋梁的結(jié)構(gòu)來(lái)提高橋梁的承重能力，還要通過(guò)改變橋梁混凝土的配比來(lái)提高橋梁混凝土在高寒凍融環(huán)境中的耐久性。在這里，有著對(duì)橋梁混凝土配比的幾點(diǎn)要求。第一，所配比出來(lái)的混凝土在更加適應(yīng)高寒凍融環(huán)境的基礎(chǔ)上，本身的質(zhì)量不可以降低。第二，混凝土內(nèi)的鋼筋在保證腐蝕能力上應(yīng)該提高，防止混凝土內(nèi)的鋼筋因?yàn)楦吆畠鋈诃h(huán)境的腐蝕而嚴(yán)重的影響到橋梁的質(zhì)量。第三，在高寒凍融環(huán)境中，配比出來(lái)的混凝土不可以出現(xiàn)大面積的裂縫情況。第四，混凝土?xí)獾教蓟挠绊懀詰?yīng)該鋪設(shè)混凝土保護(hù)層，并且保護(hù)層應(yīng)該可以合理的組織碳化情況。第五，所配比出來(lái)的混凝土在適應(yīng)高寒凍融環(huán)境的基礎(chǔ)上，應(yīng)該更加注重環(huán)保，不可以出現(xiàn)混凝土嚴(yán)重污染環(huán)境的情況。

3.1 橋梁主塔混凝土配比方案

在橋梁的建造中，主塔是非常重要的。主塔可以提高橋梁的承重能力，并且還可以保證橋梁的使用壽命。橋梁主塔所需要的混凝土強(qiáng)度是非常高的，按照標(biāo)準(zhǔn)因該選擇C50 的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是非常高的，完成這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主塔建設(shè)必須要泵送高于100 米，不僅如此，C50 標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)塌落度范圍進(jìn)行了規(guī)定，規(guī)定范圍應(yīng)該在190mm 左右，不可以有比較大的偏差。主塔的強(qiáng)度要求是非常高的，所以應(yīng)該保證主塔在施工時(shí)候的泵送高度以及塌落度范圍。

為了提高主塔的質(zhì)量，在主塔的建設(shè)中選用了強(qiáng)度比較高的混凝土，這些混凝土中混有大量的鵝卵石提高了主塔所用混凝土的強(qiáng)度。并且在進(jìn)行主塔混凝土的配比中，還需要考慮到混凝土含水率以及水膠比，更好的提高主塔混凝土的質(zhì)量。

在進(jìn)行主塔混凝土的混合的時(shí)候，應(yīng)該按照符合混凝土強(qiáng)度C50 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土的配比，這也就對(duì)混凝土的水膠比進(jìn)行了規(guī)定，最好的水膠比范圍是0.35左右，這樣可以提高主塔混凝土的強(qiáng)度。并且還應(yīng)該重視混凝土在使用時(shí)候的抗裂性，提高混凝土的抗裂性可以在橋梁建成后大大的減少橋梁出現(xiàn)裂縫的企管科，保證橋梁主塔的強(qiáng)度。還可以通過(guò)提高泵送高度來(lái)保證橋梁主塔混凝土的強(qiáng)度。

橋梁主塔混凝土因?yàn)樾枰粋€(gè)比較高的泵送高度，所以應(yīng)該在這些混凝土中針對(duì)性的添加一些配料。例如粉煤灰等物質(zhì)。粉煤灰可以提高橋梁主塔混凝土的泵送性，并且粉煤灰還不會(huì)影響到混凝土的強(qiáng)度。有一些高海拔地區(qū)還需要添加一些礦渣來(lái)提高混凝土的質(zhì)量。礦渣和粉煤灰都可以提高混凝土的抗裂能力，并且還可以提高混凝土對(duì)于高寒凍融環(huán)境的適應(yīng)性，幫助橋梁提高在高寒凍融環(huán)境中的使用壽命。礦渣和粉煤灰添加的比重不應(yīng)該過(guò)多，應(yīng)該都保持在0.3%左右。這個(gè)數(shù)值可以在最大程度保證混凝土質(zhì)量的情況下提高混凝土對(duì)高寒凍融環(huán)境的適應(yīng)性。

3.2 橋梁主體混凝土配比方案

橋梁主體是橋梁的重要組成部分。但是與橋梁主塔相比，所需要的質(zhì)量沒(méi)有那么高，只需要符合C30 標(biāo)準(zhǔn)即可，并且所需要的泵送高度以及塌落度設(shè)計(jì)也沒(méi)有橋梁主塔那么高。橋梁主體所需要的泵送高度為80m 左右，而橋梁主體所需要的塌落度設(shè)計(jì)的范圍應(yīng)該在150mm 左右，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就已經(jīng)足夠了。

橋面主體最需要重視的問(wèn)題就是混凝土開裂的問(wèn)題。在高寒凍融的環(huán)境下，就應(yīng)該降低橋面主體的水膠比，應(yīng)該控制在0.4 就可以了，這個(gè)水膠比就可以大大的減少橋梁開裂的情況。并且橋面主體也應(yīng)該做好防腐蝕工作，盡可能地提高橋梁的使用壽命。

3.3 橋梁橋面混凝土配比

橋面是橋梁面積最大的一個(gè)結(jié)構(gòu)，所以在選擇混凝土的時(shí)候，應(yīng)該選擇混凝土強(qiáng)度比較高的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)如今國(guó)家規(guī)定的橋梁橋面強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為C40，C40 強(qiáng)度就可以很好的保證橋梁橋面的質(zhì)量了。橋梁橋面因?yàn)槊娣e是最大的，所以在成本方面考慮應(yīng)該選擇鵝卵石作為混凝土的粗骨料，這樣不僅不會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，還可以提高混凝土對(duì)于高寒凍融環(huán)境的適應(yīng)性。在橋梁橋面混凝土進(jìn)行配比的時(shí)候，可以加入一定的硅灰來(lái)提高混凝土的耐磨性，因?yàn)闃蛎媸怯泻芏嘬囕v行駛過(guò)的，對(duì)橋面的耐磨性有很大的要求。

4 結(jié)論

通過(guò)研究混凝土的配比來(lái)提高高寒凍融環(huán)境橋梁混凝土耐久性，幫助提高高寒凍融地區(qū)橋梁的使用壽命以及質(zhì)量。