李花

中铁十六局集团第四工程有限公司

钢箱梁桥面铺装裂缝防治措施

李花

中铁十六局集团第四工程有限公司

在桥梁施工过程中，由于外界因素及砼自身的性质的原因，砼表面裂缝是不可避免的，且引起混凝土出现裂缝的原因具有一定的综合性且相对复杂，因此，为避免混凝土表面发生裂缝，应当根据具体原因采取相应的措施。本文依托昆明市南二环跨南广场地下车站老桥改造项目，首先对钢箱梁桥面铺装的施工技术进行研究，再对施工中的问题及质量控制措施进行分析。

桥面铺装；裂缝；新材料

1 工程概况

昆明市南二环跨南广场地下车站老桥改造工程属于昆明市轨道交通地铁火车站改造的一部分，因地铁火车站地下穿越南过境时，与南过境老桥桩基冲突，需对此处老桥进行改造，拆除原（20.6+20.6）m两跨空心板梁及下部结构，修建40m长的跨钢箱梁，其中两幅主线梁，每幅的桥宽为12.75m，南侧匝道桥梁桥宽5m，北侧匝道桥梁的宽度为7m。总投资约2700万元。

此次改造工程为拆除原老桥，重新架设钢箱梁，钢箱梁顶桥面铺装结构为6cm的砼，同时为了防止桥面出现裂缝，将桥面分成小块，每小块面积为10m2，并且设置钢丝网片，采用的钢丝网片直径为3.5mm，网片之间的距离为5cm，总铺装面积达1180m2。

2 存在的病害原因

2.1 水泥水化热引起的裂缝

水泥在进行水化反应时会释放大量热量，且释放热量多发生在浇筑完成后的7天时间内，单位普通水泥可以释放约500J热量。如果施工过程中水泥的用量在350Kg/m3至550 Kg/m3之间，那么单位混凝土能够释放约17500KJ热量，这将直接影响混凝土内温度的升高。尤其薄壁大面积的混凝土，升温现象更加明显。因混凝土内外散热的条件有一定的差异，所以混凝土中心位置的温度升温较高，形成温度梯度，引起混凝土外表面出现拉应力，内部出现压应力，当拉应力不满足极限抗拉强度时，混凝土的外表则出现裂痕。

2.2 混凝土收缩产生裂缝

在空气中混凝土硬结过程中体积会发生缩短。在无外荷载作用下，混凝土为自由变形，但是当外部有支承等束缚时，混凝土中将出现拉应力，从而使混凝土出现裂缝。引起混凝土开裂的原因主要有三种，分别是温度缩短、枯燥缩短及塑性缩短。硬化前期，水泥石因水化凝固而使体积发生改变，硬化后期则是混凝土内水分蒸发而引起的干缩变形。

2.3 外界气温湿度变化的影响

在施工期间，混凝土结构产生裂缝主要是由于外界的温度改变所引起的。混凝土的内部温度主要是由于水泥水化热升温、浇筑温度以及散热温度共同作用的结果。并且当外界气温下降时又将导致大体积混凝土产生温度梯度。当外界气温降低速度较大时，将产生更大的温度应力，极易导致混凝土出现开裂。同时外界湿度也会对混凝土开裂产生一定的影响，当外界湿度出现下降时，混凝土将加快干缩的速度，进而引起混凝土产生裂缝。

3 预防措施

3.1 原材料

3.1.1 水泥的挑选

根据相关研究发现，引起混凝土开裂的主要原因是水泥水化时释放大量的热量，因此，在施工过程中，混凝土应当选用低热火山灰水泥或矿渣硅酸盐水泥，同时在混凝土中应最大程度的降低水泥的用量，混凝土体积保持稳定。为防止混凝土因降低水泥用量而导致强度不足，可采取适当添加活性细骨料等措施。例如，用粉煤灰代替之前的水泥含量。

3.1.2 骨料的挑选

粗骨料的选择应当根据具体的现场施工情况，尽可能的选择级配良好且质量优的石子，该方法既能够降低用水量，也能够降低水泥的用量，同时还能够避免混凝土出现泌水及缩短等问题。细骨料的选择应当选用粒径均匀的中粗砂，降低混凝土干缩，减小水化的热量，该措施可有效地控制混凝土的裂缝。

3.1.3 掺加外加料和外加剂

适当添加粉煤灰，能够降低水泥的用量，达到降低水化热的效果。但是粉煤灰的掺量应当小于30%。当混凝土通过泵送进行施工时，不可为增加混凝土流动性，而对水及水泥用量进行盲目的添加，该做法的最终结果是致使凝结硬化过程中混凝土收缩量的加大，最终导致不规则的裂缝产生。在相等的强度下，适量的添加高效减水剂能够加大混凝土和易性，降低水泥的用量以及水化热，同时能够有效地延迟水化热的开释速度。

3.2 其他措施

3.2.1 增配构造筋

原则采用小直径、小间距。因此在下一步施工中采用钢丝网代替钢筋网，这样保证了小直径，同时有保证了强度。施工中采用φ3.5mm，间距为5cm的钢丝网。钢丝网下面垫U型钢筋。如下图：

该处施工需严格控制钢丝网保护层厚度，保护层若太薄，则容易使钢丝长期受二氧化碳侵蚀碳化，或由于氯化物接入，因其钢丝表面氧化膜破坏，进而锈蚀，对周围混凝土产生膨胀力，引起混凝土开裂、剥离。钢丝因锈蚀而使其断面的有效面积减小，从而降低结构的承载能力，引起各种形式裂缝，裂缝也会加速钢筋锈蚀，导致结构最终的破坏。所以在施工中要严格控制厚度，浇筑前崩线，防止出现保护层过薄现象。

3.2.2 分割钢板区域施工

由于应力集中，砼内部应力无法释放，因此在施工中应力集中的薄弱环节采取措施，我部施工时将桥面分成若干份，每份面积约16㎡，格与格之间与钢板隔开，这样每片砼就能自由释放能量，并且互不影响。钢板采用厚度为6mm，宽度为桥面铺装厚度，这样砼浇筑时收面也比较容易。

3.4 混凝土浇筑完成后温度的控制

⑴控制混凝土入模的温度，而影响其温度的是出机温度，同时入模温度也会因运输距离、气温以及转运次数的不同而有差异。当施工时气温较高时，为避免太阳辐射，应当采用布对现场露天砂石进行掩盖，另外砂石在浇筑前应当采取冷水进行降温，混凝土搅拌时增加冰水。为避免因冬季施工中止而使混凝土受冻，需采用较高的温度进行混凝土的浇筑。

⑵为使混凝土温度能够均匀上升，需严格控制混凝土浇筑速度以及一次浇注的厚度和高度。为保证振捣的密实，对振捣的时间要严格把控，严禁出现过振以及漏振的现象。控制好砼的塌落度，通常为8～12cm。

⑶混凝土温度的监测与控制，为降低混凝土水化热，在其表面采取冷却循环水措施，同时散水养护，完成混凝土的浇筑后，在砼初凝时用塑料薄膜将砼盖住，然后在其上面散水养护，（洒水用喷雾器进行，可确保养护均匀性，下图为薄膜养护）使混凝土内部热量得到及时的散发。

此外，混凝土的养护为混凝土施工工程中的重点工序。应当对其湿度、温度以及内外温差进行严格控制，防止混凝土出现开裂。混凝土浇筑结束后，需立即对其顶面进行覆盖。其主要作用是：防止外表水分由于蒸发而吸收热量，最终加速温度的下降，导致内外的温差更大。施工中布置常人紧盯养护工作。

4 结束语

结合实际工程，从理论上对铺装层混凝土裂缝的预防措施进行研究，尽管国内外专家对混凝土开裂形成的原因具有不同看法，但是在防止的措施上较为一致，另外，实际工程中也得到良好的应用效果，要想完全控制混凝土的开裂必须在实际的施工中多观察比较，总结分析开裂的原因，寻找更有效地预防措施。

［1］王煜寿.速凝型路面坑洞修复剂在桥涵上部结构应急处治中的应用[J].科技视界,2014(18)：195～294.

［2］上海奥茨桥隧养护工程技术有限公司.马家堡桥桥面铺装裂缝处治方案[Z].

［3］徐世法,罗晓辉等.桥面铺装病害调查及成因分析[J].北京建筑工程学院学报，2015,16(3)：33～39.

姓名：李花，性别：女，籍贯：河北沧州，民族：汉族，出生：1982年5月，职称：工程师，学历：本科，研究方向：市政、建筑工程施工。