混凝土桥梁耐久性设计与施工关键技术研究

肖小铃

（招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067）

1 引言

混凝土在桥梁工程中的应用较为广泛，材料方面具有良好的耐久性，但对于混凝土桥梁而言，其耐久性是桥梁结构整体的耐久性。在混凝土桥梁设计过程中要关注整体结构的耐久性，掌握现场施工技术关键，及时处理混凝土材料、结构中存在的问题，提升混凝土桥梁的整体稳定性。

2 优化混凝土桥梁耐久性设计的主要措施

2.1 优化上部结构设计

混凝土桥梁桥面铺装与外部载荷会直接接触，必须做好排水处理，而且桥面铺装会随主梁传递应力和挠变，容易产生早期桥面破损病害，若不能及时排水会侵蚀桥梁主筋。混凝土桥梁铺装与主梁发生剥离时，主梁的受力性能、桥梁的耐久性及安全性都会受到严重影响。混凝土桥梁桥面防水层是主梁防水的首道防线，混凝土桥梁施工过程中，不能仅仅使用防水混凝土，其作为一种刚性较强的防水层，若出现裂缝问题，防水性能会显著下降。

2.2 关注桥梁结构设计

在复杂建设环境下，混凝土外部形状、应力需要尽量简单，减少暴露在外的表面、棱角，可使用圆角代替部分棱角，各处的结构设计要保证形状、布置利于通风，为后续施工中混凝土振捣、养护等工作提供便利，表面形状应有利于排水。对于各处结构缝，要做好相应的构造设计，尽可能避开最不利部位，减少外部载荷作用下出现形变问题。可能遭受氯盐侵蚀或处于干湿交替、水位变动等部位，设计时要注意采取有效的防腐措施，对于混凝土表面要进行防水、涂层、憎水等处理【1】。

2.3 控制主梁箱体积水

在混凝土桥梁中，主梁是混凝土桥梁的主要承力部件。结构设计的过程中，要对系统进行细致分析，优化关键部位设计，借助专业的理论计算提升设计成效，以便更好地满足施工规范要求。

在混凝土桥梁使用过程中，经常会出现主梁箱体内积水的问题。这种积水会对混凝土结构桥梁的主梁预应力钢筋产生损伤，导致混凝土桥梁主梁的安全性能下降。这一问题的产生一定程度上是因为主梁细节设计不科学，系统内的排水设置不合理，导致桥面积水无法在短时间内排除，通过梁顶缝隙流向箱体内部，最终汇集产生积水。

伸缩缝是混凝土桥梁的重要组成部分，对混凝土桥梁的伸缩性、行车舒适度等会产生直接的影响。在设计的过程中，如果对混凝土桥梁的主梁徐变考虑不周全，那么将会出现型号选择不合适等问题，造成梁端在高温时出现积压而受损。在低温时出现梁体被拉坏等现象【2】。

3 混凝土桥梁施工关键技术

3.1 材料选择

桥梁工程中需要根据现场设计、施工需求选择相应的水泥类型，尽量选择含碱量低、水化热低的水泥，所使用的矿物掺合料要满足工程耐久性要求，各类优质的矿物渣、粉煤灰等均可选用。各类骨料要保证级配合格、坚固耐久、粒型良好，以便减少混凝土中的硅酸盐水泥用量。

3.2 混凝土搅拌

所使用的混凝土可以选择搅拌站生产的商品混凝土，现场可以使用小型搅拌站进行小规模处理，对于深水桥墩的基础混凝土需要使用水上混凝土厂拌制。但无论使用何种方式进行混凝土处理，必须确保其混合均匀，保证石子表面包满砂浆，各类颜色保持一致。混凝土拌制过程中，可能需要使用添加剂，添加剂使用前要将其调配成溶液，通过人工方式进行处理，然后使用其他材料进行拌匀。对于水灰比要进行严格管控，及时检查、纠正混凝土坍落度、流动性。

3.3 现场工艺

3.3.1 模板

选择表面平整、光洁度好的模板，安装时要保证接缝严密、不存在漏浆问题。模板接缝处要采取有效防漏措施，拼装完成后，要对拼装缝进行处理，尽量消除拼接缝留下的印迹。模板的脱模剂可以使用成品脱模剂或使用工业油在现场进行配制，一般较为常用的成品脱模剂包括：乳化机油类脱模剂、甲基硅树脂类脱模剂。乳化机油脱模剂使用前要用水进行调匀，甲基硅树脂脱模剂用甲基硅树脂加固化剂、稀释剂配制而成，现场还可使用自制脱模剂，但不得使用废机油。在进行脱模剂涂刷时，要合理控制涂刷总量，避免出现漏刷、过涂的问题，同时注意不要对钢筋造成污染【3】。

模板拆除应根据实际情况进行确定，一般情况下，桥梁墩台等结构要在混凝土施工结束后48h 拆模，现浇桥梁底模必须在混凝土强度满足要求后才能拆模。模板拆卸顺序与安装过程中相反，拆下的模板要卧放在平整场地上，首先清除拼缝处混凝土浆水，板面清理干净后再涂刷脱模剂，以备周转使用。拆模时注意不要碰到混凝土边角，避免造成混凝土损坏。

3.3.2 钢筋

混凝土桥梁当中钢筋是另一类重要材料，其对工程整体质量控制作用较为显著。在钢筋材料施工时，要注意钢筋绑扎，注意将绑扎材料折向内侧，避免外露污染混凝土表层。进行钢筋加工时，相关材料种类、规格、型号要满足相关标准、规范要求。在封模前，要做好砂浆垫块、扎丝的清理工作。垫块依照规范进行布置，并对其进行固定，避免在施工过程中出现位置变化。在对混凝土进行振捣时，要注意混凝土自重、振动等因素造成的钢筋位置移动。

3.3.3 浇筑

在进行混凝土浇筑前，要先检查、清理模板及支架，确保模板表面无杂物，尺寸满足设计要求，支架刚度、稳定性满足标准，并注意检查钢筋、预埋件的数量、位置、保护层厚度。在检查完成后及时进行记录，所涉及的各类材料、机具要提前进行准备。

混凝土入模过程中要避免出现离析，合理控制其倾落高度，然后根据现场施工构件的尺寸、内部钢筋布置等合理选择振动工具、方法，振动过程中每层浇筑厚度要严格依照标准规范进行控制，各点的振动时间要控制在有效范围内，确保混凝土表面不出现沉降，避免出现过振、漏振等问题。

3.3.4 养护

在桥梁工程中，混凝土的养护是保证其强度、减少表面裂缝的重要措施。混凝土养护的主要方法包括自然养护、加热养护、蓄热养护等几种方式。

自然养护是在自然气温条件下，对混凝土进行覆盖、浇水、挡风、保湿等处理，其又包括草袋覆盖浇水养护、塑料薄膜覆盖养护2 种方式；蓄热养护多在冬季开展，加热养护用于冬季施工及预制构件的养护。因此，针对混凝土桥梁的养护情况要结合现场具体情况进行选择【4】。

4 结语

混凝土桥梁设计过程中要重视桥梁耐久性，做好基础施工的同时，采取有效措施提升混凝土桥梁细节优化创新，将混凝土桥梁耐久性设计作为一项系统性工作，影响混凝土结构耐久性的因素众多，需要结合设计、施工、养护等过程，树立全寿命设计的理念做好耐久性设计，在实际施工过程中掌握施工关键技术，确保混凝土桥梁使用寿命，为经济、社会效益提升奠定基础。