探究公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性提升與養(yǎng)護(hù)辦法

向柯強(qiáng)

陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 陜西 西安 710032

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，公路橋梁工程在連接區(qū)域交通以及促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方面所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯。鑒于公路橋梁工程建設(shè)的重要性，人們對(duì)于公路橋梁工程安全性與耐久性運(yùn)行問(wèn)題予以了高度重視。結(jié)合以往的調(diào)查顯示，我國(guó)部分橋梁存在耐久性應(yīng)用問(wèn)題。雖然政府相關(guān)部門每年都在橋梁技術(shù)改造方面投入了大量資金，但是由于傳統(tǒng)公路橋梁設(shè)計(jì)荷載普遍偏低，再加上交通量日益增多的影響，導(dǎo)致我國(guó)危橋比例逐年升高。目前，為全面深化公路橋梁運(yùn)行質(zhì)量安全，相關(guān)工作人員主動(dòng)從提高與改善橋梁耐久性方面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。目的在于通過(guò)提高橋梁主體結(jié)構(gòu)耐久性效果，延長(zhǎng)公路橋梁使用壽命。同時(shí)，定期開(kāi)展公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作，保障公路橋梁順暢運(yùn)行。

1 公路橋梁耐久性設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

為助推我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)深入發(fā)展，相關(guān)部門明確要求從事于橋梁工程建設(shè)工作的主體單位應(yīng)該嚴(yán)格按照法律法規(guī)以及政策要求，對(duì)施工設(shè)計(jì)內(nèi)容以及現(xiàn)場(chǎng)管理內(nèi)容進(jìn)行全方位部署與規(guī)劃。其中，公路橋梁作為我國(guó)橋梁建設(shè)體系的重要內(nèi)容，為避免出現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量不佳或者缺陷問(wèn)題，相關(guān)工作人員需要對(duì)公路橋梁主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題予以高度重視，尤其是耐久性設(shè)計(jì)問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，耐久性基本上可以視為衡量公路橋梁運(yùn)行質(zhì)量安全以及使用壽命的重要指標(biāo)[1]。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員需要通過(guò)借助一系列技術(shù)手段增強(qiáng)公路橋梁抵御能力，以減少外部環(huán)境帶來(lái)的干擾影響。同時(shí)，也可以通過(guò)采取一系列控制技術(shù)如原材料控制、施工控制等方法，增強(qiáng)公路橋梁主體結(jié)構(gòu)抵御能力。結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，混凝土結(jié)構(gòu)作為公路橋梁工程主體結(jié)構(gòu)體系的重要內(nèi)容，其的質(zhì)量表現(xiàn)情況在一定程度上會(huì)對(duì)公路橋梁工程整體運(yùn)行效果產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。因此，設(shè)計(jì)人員及施工人員應(yīng)該對(duì)公路橋梁混凝土耐久性設(shè)計(jì)與施工養(yǎng)護(hù)問(wèn)題予以高度關(guān)注，減少施工隱患問(wèn)題出現(xiàn)。

2 公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題及提升方法分析

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性主要是指在預(yù)定作用與預(yù)期維護(hù)條件下，結(jié)構(gòu)及其相關(guān)部件可以在預(yù)定期限內(nèi)始終保持建筑體最低性能要求而具備的一種表現(xiàn)能力。對(duì)于公路橋梁結(jié)構(gòu)而言，混凝土耐久性可以理解為相對(duì)復(fù)雜的多因素綜合問(wèn)題。在耐久性設(shè)計(jì)與提升方法的確立方面，應(yīng)該嚴(yán)格按照公路橋梁施工規(guī)范要求，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施工內(nèi)容以及設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，以增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度，減少質(zhì)量缺陷問(wèn)題出現(xiàn)概率[2]。

2.2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提升方法分析

2.2.1 原材料質(zhì)量控制技術(shù)?；炷猎牧腺|(zhì)量表現(xiàn)在一定程度上會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性表現(xiàn)產(chǎn)生至關(guān)重要的結(jié)果。為保障混凝土原材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，建議施工人員應(yīng)該對(duì)入場(chǎng)使用的如水泥、粗細(xì)骨料等原材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。其中，水泥材料應(yīng)該優(yōu)先選擇低水化熱的材料進(jìn)行安全應(yīng)用，以減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的可能。如果環(huán)境溫度相對(duì)偏低，且混凝土混合物溫度無(wú)法滿足要求時(shí)，建議施工人員可利用加水法進(jìn)行處理。需要注意的是，如果單純用熱水無(wú)法達(dá)到要求，可進(jìn)行加溫處理。并按照相關(guān)計(jì)算法則確定加熱溫度，一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)采用強(qiáng)度等級(jí)不大于52.5的普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥時(shí)，水最高溫度80℃，當(dāng)采用強(qiáng)度等級(jí)等于或大于52.5的硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥時(shí)，水最高溫度60℃。

混凝土拌和期間，施工人員可利用自動(dòng)計(jì)量加料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制攪拌過(guò)程。通常情況下，攪拌時(shí)間可控制在2min之內(nèi)，避免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷問(wèn)題。施工人員可按照澆筑工藝及配合比設(shè)計(jì)要求，合理控制鋼筋混凝土坍落度。對(duì)于冬期混凝土施工作業(yè)而言，為保障進(jìn)入混凝土溫度可以滿足施工條件，施工人員可在攪拌之前做好熱計(jì)算處理，并按照攪拌試驗(yàn)原則，合理確定預(yù)熱水溫[3]。

混凝土澆筑期間，施工人員應(yīng)該按照分層澆筑原則實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑過(guò)程的嚴(yán)格控制。其中，在分層厚度的確定上，施工人員可根據(jù)攪拌能力以及澆筑速度進(jìn)行合理確定。同時(shí)，也可以按照振動(dòng)性能以及結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行合理確定。結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，混凝土澆筑層厚度可控制在20cm～30cm之間。對(duì)于預(yù)成型梁混凝土澆筑層厚度控制工作而言，建議施工人員可將厚度控制在20cm及以上。在混凝土澆筑的過(guò)程中，建議施工人員應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)范分層振搗的高度和振搗的時(shí)間，避免出現(xiàn)混凝土氣泡未排出而影響混凝土質(zhì)量的問(wèn)題。

2.2.2 鋼筋構(gòu)造與布置技術(shù)。高速公路混凝土橋梁構(gòu)件外形與結(jié)構(gòu)很容易受到環(huán)境因素的影響，而出現(xiàn)侵蝕或者其他質(zhì)量缺陷問(wèn)題。一旦出現(xiàn)質(zhì)量缺陷問(wèn)題，很容易會(huì)對(duì)公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能造成不利影響。因此為及時(shí)規(guī)避這類問(wèn)題，建議設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)鋼筋構(gòu)造與布置內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。

對(duì)于混凝土構(gòu)件受到外界環(huán)境影響如雨水而發(fā)生頂面傾斜問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)人員可充分考慮結(jié)構(gòu)變形以及預(yù)應(yīng)力仰拱對(duì)排水帶來(lái)的不良影響。并提前在方案上提出針對(duì)性應(yīng)對(duì)措施，減少積水帶來(lái)的侵蝕影響。與此同時(shí)，可考慮在橋梁上設(shè)置專用排水系統(tǒng)，目的在于及時(shí)阻斷雨水傳播途徑，避免直接排放到下部混凝土構(gòu)件表面。需要注意的是，在施工縫以及伸縮縫等連接縫的設(shè)置上，應(yīng)該結(jié)合環(huán)境條件進(jìn)行合理設(shè)置[4]。

除此之外，在鋼筋布置方面也應(yīng)該加強(qiáng)注意。一般來(lái)說(shuō)，如果鋼筋布置過(guò)于密集，混凝土澆筑以及振動(dòng)都會(huì)面臨較多困難。針對(duì)于此，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該對(duì)鋼筋布置問(wèn)題予以高度關(guān)注，避免過(guò)密或者稀疏?；蛘咭部梢岳弥睆捷^大的鋼筋，通過(guò)減少鋼層數(shù)以及根數(shù)，保障混凝土澆筑質(zhì)量效果。必要時(shí)，也可以通過(guò)重新調(diào)整混凝土配合比中骨料的最大粒徑，使得最大粒徑不大于最小鋼筋凈距的1/2，重新優(yōu)化混凝土配合比，同時(shí)確定科學(xué)合理的施工工藝，從而保障鋼筋過(guò)密區(qū)混凝土的澆筑。

2.2.3 防水設(shè)計(jì)技術(shù)。為保障公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)不受雨水侵蝕引發(fā)結(jié)構(gòu)損壞問(wèn)題，在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須對(duì)排水保障工作予以高度重視。其中，防水層的設(shè)計(jì)不應(yīng)該只局限于梁結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該體現(xiàn)在蓋板梁、墩柱等重要部件的防水設(shè)計(jì)當(dāng)中。對(duì)于隔離帶邊緣等特殊位置而言，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重防水層的連續(xù)性。

在排水設(shè)計(jì)方面，所設(shè)計(jì)的排水設(shè)施必須保障，可以在短時(shí)間內(nèi)將水迅速集中排出。而為實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員可在平臺(tái)蓋梁上表面設(shè)置坡道以及排水溝，及時(shí)清除平臺(tái)表面積水。與此同時(shí)，排水溝必須堅(jiān)固，可抵抗普通化學(xué)品腐蝕影響。若存在漏水現(xiàn)象，應(yīng)設(shè)置其他出口，避免水在箱形梁以及空心板等位置上出現(xiàn)積聚。

在防水設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)橋面防水保護(hù)工作予以高度重視，可通過(guò)采取結(jié)構(gòu)表面處理或者結(jié)構(gòu)措施實(shí)現(xiàn)高效防水過(guò)程。一方面，橋梁防水層鋪裝應(yīng)優(yōu)先選擇防滲性能較好、耐高低溫性能的材料進(jìn)行安全應(yīng)用；另一方面，施工人員應(yīng)規(guī)范操作，按照科學(xué)合理的方法進(jìn)行水泥混凝土橋面施工，保障結(jié)構(gòu)無(wú)損傷性。此外，水泥混凝土橋面抗開(kāi)裂效果必須滿足規(guī)定要求之后才可以進(jìn)行使用。

3 公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)問(wèn)題及方法分析

部分施工單位對(duì)于公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)工作存在落實(shí)不到位或者責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)的問(wèn)題，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在應(yīng)用一段時(shí)間之后出現(xiàn)開(kāi)裂或者其他質(zhì)量缺陷問(wèn)題，嚴(yán)重影響公路橋梁耐久性使用效果以及壽命。為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)管理，建議相關(guān)工作人員可以從以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)安全養(yǎng)護(hù)過(guò)程：

一方面，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可搭設(shè)暖棚支架，做好養(yǎng)護(hù)管理工作。其中，施工人員所搭建的暖棚內(nèi)部應(yīng)該設(shè)置加熱器。在施工期間，可將加熱器啟動(dòng)溫度設(shè)置為5℃，停止溫度為10℃。涂上保濕層之后，不需要灑水處理。當(dāng)表面溫度超過(guò)15℃時(shí)，施工人員可定期噴水，并檢查混凝土內(nèi)外溫度變化。避免受到溫度應(yīng)力影響，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)失水或者干裂現(xiàn)象。

另一方面，混凝土拆模之后，施工人員應(yīng)該做好養(yǎng)護(hù)管理工作。拆模之前，應(yīng)該及時(shí)關(guān)閉加熱器，降低混凝土內(nèi)部溫度，防止混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大。拆除卸模具之后，施工人員應(yīng)立即用塑料薄膜進(jìn)行包裹并用棉被覆蓋，養(yǎng)護(hù)不少于2周。

除此之外，公路橋梁伸縮縫始終是困擾公路橋梁施工與養(yǎng)護(hù)管理工作的難點(diǎn)問(wèn)題。因橋梁伸縮縫長(zhǎng)期暴露于空氣環(huán)境當(dāng)中，是橋梁結(jié)構(gòu)中難以修復(fù)的部位。為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)橋梁伸縮性構(gòu)造問(wèn)題的養(yǎng)護(hù)管理，建議設(shè)計(jì)人員可提前對(duì)所有伸縮縫進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)置工作，目的在于防止橋梁結(jié)構(gòu)表面以及橋臺(tái)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。

4 相關(guān)建議

為保障公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)得以安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少混凝土裂縫以及其他質(zhì)量缺陷問(wèn)題，建議參建單位方面應(yīng)該對(duì)公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)以及管理問(wèn)題予以了高度重視。除了可以按照上述方法提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能之外，建議參建單位方面可以從以下幾點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的優(yōu)化改進(jìn)。

4.1 高度重視耐久性設(shè)計(jì)問(wèn)題

設(shè)計(jì)基本上可以視為保障混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能穩(wěn)定提升的重要步驟。唯有措施適當(dāng)，才能夠保障結(jié)構(gòu)使用年限合理。針對(duì)于此，參建單位方面應(yīng)該適當(dāng)增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員結(jié)構(gòu)耐久性意識(shí)。要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)不同使用環(huán)境以及不同功能表現(xiàn)，選擇合適的耐久性措施進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)工作而言，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)增大鋼筋保護(hù)層厚度或者優(yōu)化結(jié)構(gòu)配筋等方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，參建單位方面可通過(guò)提升材料品質(zhì)，達(dá)到提升耐久性設(shè)計(jì)水平的目的。其中，對(duì)于砂石料以及外加劑的應(yīng)用問(wèn)題應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)，保障原材料品質(zhì)達(dá)標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，通過(guò)不斷減小混凝土孔隙率，保障混凝土密實(shí)度得以全面提升。

4.2 貫徹落實(shí)施工管理措施

高質(zhì)量開(kāi)展施工管理工作，基本上可以視為保障公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能提升的重要因素。在施工管理期間，管理人員應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)施工人員的操作行為，對(duì)于混凝土澆筑以及振搗、養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng)監(jiān)督管理力度。監(jiān)管過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)存在質(zhì)量缺陷問(wèn)題，管理人員應(yīng)該根據(jù)缺陷問(wèn)題表現(xiàn)以及形成原因，采取針對(duì)性措施加以處理。

與此同時(shí)，完成關(guān)鍵步驟之后，管理人員應(yīng)該對(duì)使用階段的養(yǎng)護(hù)與管理工作予以高度重視，可按照定期養(yǎng)護(hù)管理原則加強(qiáng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)與加固處理，遏制病害問(wèn)題出現(xiàn)。舉例而言，為保障公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能得以全面增強(qiáng)，相關(guān)人員可根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)，選擇合適的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，相關(guān)人員可采用灑水覆膜養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行處理。其中，在養(yǎng)護(hù)時(shí)間的確立上，應(yīng)該超過(guò)一周。對(duì)于養(yǎng)護(hù)期間所發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷問(wèn)題，建議相關(guān)人員可采取針對(duì)性修復(fù)手段進(jìn)行處理。需要注意的是，在修復(fù)處理之前，相關(guān)人員相關(guān)人可提前清理混凝土裂縫表面灰塵，以保障修復(fù)效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，為保障公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)使用質(zhì)量安全，建議相關(guān)工作人員應(yīng)該深刻意識(shí)到自身崗位職責(zé)的重要性，并按照耐久性與安全性設(shè)計(jì)理念對(duì)公路混凝土結(jié)構(gòu)所涉及的設(shè)計(jì)內(nèi)容與施工內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，以期可以從根本上增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能與使用安全效果。