袁陈博

【关键词】道路桥梁;渡河工程;混凝土加固;分析

【中图分类号】U445.72 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）08-0195-03

近年来，我国各项交通运输业、道路桥梁工程及渡河工程等建设工程发展快速，然而各类工程在实际建设过程中出现工程质量问题的概率也居高不下。混凝土是渡河工程和道路桥梁工程建造用的重要工程材料，对工程的质量是否合格有着重要意义。我国交通行业发展迅猛、管理现状良好，因此国家有关管理部门及各级地方政府越来越重视作为现代化交通体系主体成分的路桥工程的建设质量与安全系数等问题。但是，在我国目前现有的路桥工程施工技术体系下，大部分路桥工程及渡河工程中采用原材料价格较为低廉、施工难度与专业技术要求较低的钢筋混凝土结构。因此在这种行业发展背景下，想要加固道路桥梁中的混凝土结构，就要充分掌握影响其稳定性的不良因素及改善方法。

1 路桥工程中混凝土结构稳定性的不良影响因素分析

钢筋混凝土结构作为现代化道路与桥梁的主要支撑结构，在路桥工程的实际使用过程中承担了大部分外部压力，因此道路桥梁混凝土结构的抗压性能和稳定性水平会直接影响过往车辆及行人的出行安全。由于在路桥工程的实际建设过程中，混凝土结构的形成过程主要分为混凝土搅拌、混凝土浇筑及自然冷却和养护等环节，因此想要进一步掌握在不同阶段影响混凝土结构稳定性的因素，就要深入分析每一阶段施工的工艺原理及技术要点。

1.1 混凝土碳化的影响

碳化是一种会对现代化钢筋混凝土结构稳定性造成非常大影响的化学变化现象，其产生的主要原因是混凝土材料自身的成分及原材料性能的影响。目前，国内工程材料市场中的混凝土材料主要组成成分就是以氢氧化钠为代表的多种碱性物质混合体，这类碱性物质在酸性条件下会发生中和反应。随着空气中越来越多二氧化碳加入反应过程，与碱性物质发生化学反应的酸性物质也会越来越多，这便是产生混凝土结构碳化现象的一个重要原因 [1]。对于实际工程项目而言，由于道路和桥梁常年处于露天环境，因此接触酸性物质及二氧化碳的机会非常多，当空气中的二氧化碳与周围环境中产生的酸性物质大面积接触到混凝土结构表面时，便会在合适的温度条件催化下发生碳化反应，从而对混凝土材料造成不同程度的破坏，使其强硬度和密实度大幅度降低、脆性显著提高。如果这种碳化程度进一步加深，便会导致混凝土内部的钢筋暴露在空气中，空气中的水分及氧气会逐步在氧化反应的作用下使钢筋发生锈蚀或者腐蚀现象，最终造成大片路面或者桥面破损、表面凹凸不平及结构稳定性降低等不良现象 [2]。

1.2 钢筋锈蚀的影响

在道路桥梁工程中，钢筋锈蚀会极大地破坏道路与桥梁主体结构的完整性与稳定性，严重时甚至会产生钢筋弯曲、桥梁结构扭转或者路面塌陷、凸起等结构性问题。钢筋锈蚀产生的主要原因，通常是由于钢筋直接接触了空气中的水和氧气或者酸性气体、液体等，在适宜的温度條件下发生氧化反应或者取代反应，最终生成的氧化铁、氧化亚铁等物质相较于原本的铁在强度与硬度方面要差很多，因此在外部压力作用下更容易发生弯曲、折损等结构性问题。尽管施工单位在建设道路与桥梁时通常会在钢筋表面涂抹相应的防腐涂层和防氧化材料，但是在常年潮湿阴冷的环境下，一旦钢筋暴露在空气中，则非常容易发生化学反应而破坏钢筋表面的防护涂层。包裹在钢筋外部的混凝土材料如果发生了碳化现象，那么在碳化程度较深的情况下会增大内部钢筋暴露在空气中的可能。因此，钢筋锈蚀造成的强度、硬度降低及体积膨胀等问题，便是目前影响路桥工程混凝土结构的重要因素。

1.3 冻融循环的影响

冻融循环指由于气候变化导致混凝土结构表面温度变化差值较大而引发的混凝土结构热胀冷缩现象，如果膨胀幅度过大，那么就会进一步引发胀裂、结构性裂缝等问题，严重影响路桥工程的混凝土结构稳定性。这种冻融循环问题主要发生在气候变化和温度升降幅度较大的地区，尤其在我国的北方寒带地区，由于冬夏两季温差非常大，因此该地区道路及桥梁混凝土结构中渗入水分极易发生冻融现象 [3]。冻融现象通常表现为局域混凝土结构随着气候变化与温度升降成周期性与循环性的膨胀与收缩，这种循环胀缩会逐步从出现问题的点蔓延到整个混凝土结构的其他位置，造成的混凝土表面胀裂与结构裂缝面积也普遍较大。此外，当冻融循环往复次数较多时，还容易对混凝土造成永久性破损或者横断面较大的结构裂缝，这会进一步演化为断层裂缝、混凝土局部中空问题，大幅度降低道路和桥梁混凝土结构的牢固性与密实度。

1.4 氯离子腐蚀及碱骨料反应的影响

氯离子腐蚀反应的发生条件是当道路或者桥梁长期与富含氯离子的液体或者气体接触时，在适宜的温度和pH值条件下发生氯离子腐蚀现象。通常情况下，靠近海边的路桥工程更容易发生氯离子腐蚀问题，海水中富含的大量氯离子及海边常年湿润的气候环境，为氯离子腐蚀的发生奠定了充足的条件与物质基础。混凝土材料是由碱性物质构成的，而碱性材料与氯离子之间极易产生能够反应的条件，使得氯离子腐蚀现象在沿海城市及周边地区发生较为频繁。除此之外，混凝土材料中包含的大量碱性硅酸盐凝胶还具有很强的吸水性，当道路桥梁周围环境含水量较大时便会提高渗入混凝土结构中的水分含量。这种反应通常被称作碱骨料反应，其对于路桥工程结构稳定性的影响主要是当混凝土含水量过大时会出现不同程度的体积膨胀，膨胀系数较大时甚至会出现混凝土胀裂或者破碎等问题，降低了道路与桥梁的安全系数。

2 路桥工程混凝土加固原则

有效的混凝土加固施工不但能够显著提高道路及桥梁的使用寿命，而且对于保障路桥工程的使用安全和国内交通系统运行顺畅具有非常重要的意义。因此，在道路及桥梁施工项目中，混凝土加固通常是作为一个至关重要的施工环节，施工单位需要就如何提高混凝土结构稳定性进行深入探究和制订全面的施工计划，而为了高效地完成混凝土加固工作，在施工现场工作人员应尽可能遵循以下原则，保障混凝土加固施工的规范性，提高加固效果。

2.1 混凝土结构安全性原则

结构安全性在不同的工程项目中通常具有不同的评价标准，在现代化路桥工程领域，评价一条道路或者一架桥梁的主体结构是否具有很高的安全性，主要看其混凝土结构是否具备符合国家及地方政府规定的标准承重能力。承重能力是否满足条件决定了混凝土结构在道路及桥梁中能否充分发挥其承重作用。提高混凝土结构承重能力的有效方法主要有两种：一种是直接对混凝土结构进行加工，提高其抗压能力与抗拉伸性能等，这样间接实现了对道路及桥梁结构强度与硬度的有效提高;另一种是通过减少外部影响因素对混凝土承重能力的破坏，进而间接确保路桥工程的混凝土结构承重能力始终保持在安全的适用范围内。例如，针对常见的影响路桥工程混凝土结构稳定性的氯离子腐蚀问题，施工人员在进行混凝土加固时需要本着安全性原则，提前做好混凝土外部防护和干燥处理，尽可能地减少环境中的氯离子及水分与路桥工程混凝土结构接触的可能性。

2.2 施工经济性原则

经济性原则的提出是为了保证路桥工程施工企业能够在获取相应经济效益的基础上，减少可能出现的偷工减料、不规范施工等不良现象，从而提高道路及桥梁的施工质量和安全系数。由于大部分道路桥梁工程的施工量比较大，同时所消耗的工程材料及支付的劳工费用、场地费用等都是一笔很大的资金，因此想要贯彻和落实经济性原则，就必须在施工前提前做好充分的准备工作，制订精确的工程造价管理计划。尤其在道路及桥梁加固施工环节，工程质量及施工进度很容易受到施工现场周围不良环境因素的干扰，同时混凝土的自然冷却及后期养护过程也需要消耗较长的时间，这对于一项施工量浩大的工程项目而言，每一处细微的成本管理问题都可能造成大量资金及物质资源损失。此外，在实际施工过程中要尽量避免出现不规范施工或者混凝土加固质量没有达到标准要求的现象。重复返工造成的成本支出，会进一步加大路桥工程施工企业的财务管理工作压力。

2.3 积极应用先进技术的原则

先进的混凝土加固技术及性能更优越的加固材料，会对路桥工程的混凝土加固施工起到事半功倍的作用。一方面，先进的施工技术不但能够提高混凝土加固现场施工的效率，同时对于保障加固一次性成型也具有很重要的影响;另一方面，通过引进先进的混凝土加固技术，能够在一定程度上弥补传统加固技术在提高路桥工程混凝土结构稳定性和强硬度方面的不足，从而使道路及桥梁的稳定性能达到更高水平。除此之外，新型加固材料的应用对于增强混凝土加固效果具有关键作用，例如目前在国内很多重要的道路桥梁工程中应用的粘贴碳纤维布加固技术，便是借助碳纤维布这种材料的强韧性特点，大幅度提高了路桥工程混凝土结构的整体稳定性。同时，碳纤维布在很多不良的自然气候条件下也能够保持较好的强度与韧性，因此将这种材料作为混凝土结构的外部加固材料，对于延长混凝土加固效果和提高道路与桥梁的安全使用寿命具有不可忽视的重要意义。

3 路桥工程混凝土加固法探究

3.1 加大混凝土结构损伤及钢筋锈蚀的检测力度

目前，混凝土结构损伤检测是一种大部分混凝土结构损伤问题具有非常有效的探测与监察效果的常态化检测方法。通过运用科学的混凝土结构损伤检测技术，不但能够及时发现影响混凝土结构完整性与强硬度的不良影响因素，还可以有效预防混凝土结构可能存在的风险问题。因此，有关施工单位有必要通过进一步加大混凝土结构检测力度，提高掌握路桥工程混凝土结构中的裂缝分布情况、尺寸大小和密集度等信息的全面性。标准的检测步骤是先通过在混凝土上取样制作检测样本，之后按照国家规定的混凝土各项性能要求标准对具有代表性的试样进行检测，同时要细致认真地记录好每一个检测结果，这对于避免后续混凝土加固施工过程中出现质量问题具有很大作用。此外，不能忽略对钢筋锈蚀程度的评估及锈蚀产生原因的探查与分析，尤其要对路桥工程中的部分隐蔽工程进行仔细深入地检测，形成书面检测报告，进一步分析损伤问题对整个混凝土结构稳定性造成的影响。

3.2 加大对先进加固技术、新型材料的应用力度

通過应用先进的混凝土加固技术来改善传统加固施工的弊端，也是提高路桥工程混凝土加固质量与效果的重要方法。目前，国内常用的加固技术主要包括外部加工和内部加工两种类型，例如运用特殊黏结剂将钢板和纤维复合材料黏接在混凝土外部的技术，以及通过在混凝土外部包裹钢材提高其强度与硬度的技术，都属于外部加工技术。内部加工技术则主要是通过运用增大混凝土结构与外部压力的接触面降低压强的原理，间接提升了混凝土的承重能力。除此之外，可以通过应用HPC材料、加固凝胶材料、耐久性改善剂和引气剂等新型加固材料，使混凝土的抗渗性能、抗压性能及表面强度等得到一定程度的提高，从而使路桥工程的混凝土加固效果更为显著。

3.3 应选择合适的混凝土加固技术

目前混凝土加固技术主要分以下3种：一是使用黏结剂将钢板和纤维等复合材料剪贴到相关部位。二是运用增大接触面，减小局部压强的方式增强结构的受压能力，此方式还可以起到破损表面修复的作用。三是用外包钢技术提高构件的抗弯程度和抗压力度，这种技术使用的难度小，还可以缩减加固用时，一些易弯、易变性的构件中往往采用这种技术提高工程质量。

4 结语

综上所述，路桥工程及渡河工程的混凝土加固效果对于保障国民出行安全和延长道路桥梁的使用寿命发挥着不可忽视的重要作用。然而，针对目前我国路桥工程的建设水平及存在的常见问题，还需要有关施工单位及工作人员进一步充分掌握先进的混凝土加固技术和新型加固材料的应用要点，并且在实际混凝土加固施工的过程中保持认真负责的态度与精益求精的心态，为建设我国安全可靠的道路桥梁做出一份贡献。

参 考 文 献

[1]陈兰存.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].科学技术创新，2019（34）：119-120.

[2]万魁.探究道路桥梁维修与加固施工技术[J].居舍，2019（36）：81.

[3]王佳伟.公路桥梁加固方法及材料的合理选择[J].建筑技术开发，2019（23）：124-125.