高速公路桥梁施工的质量控制措施

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【摘要】当前，我国经济依旧处于高速发展时期，物流运输需求很大，人民生活水平提高，更加便捷自由的交通需求也在增加，因此高速公路在铁路蓬勃发展的同时，依旧占据着重要地位。在高速公路的施工中，桥梁工程的质量问题关系着整个工程的未来数十年的经济和社会效益。因此，高速公路桥梁施工的质量控制，成为了工程人员关注的一个焦点。在多年的工程实践中，工程人员总结了一些控制高速公路桥梁施工质量的控制措施和补救方法。

【关键词】高速公路；桥梁施工；施工控制；补救方法

0.引言

随着我国社会经济的发展，经济活动与民生的需求促使各种现代化的交通基础工程不断建设。高速公路作为最为自由便利的基础交通设施，在整个交通运输体系中依旧占据着十分重要的地位。不同于近年来高调的铁路系统，高速公路运输由于其普及时间更早，人们对于高速公路的关注度并不如高铁。直接就体现在对于事故的态度上，人们可能早已对高速公路发生的事故习以为常，而对仅仅才发生几件的高铁事故举国关注。但是，事实上，高速公路的运输量也十分庞大，而事故发生的概率与危害也十分巨大。高速公路的行车安全，虽然绝大程度依靠的是驾驶员本身对交规的遵守，但是高速状态下汽车的行驶状态也受到路面状况非常大的影响。所以高速公路的工程质量关系重大，而其中最容易发生质量问题的就是高速公路的桥梁工程。

1.加强高速公路桥梁工程质量控制的必要性

1.1高速公路桥梁运营现状

高速公路由于本人的线路条件以及上下行需求，架设桥梁的里程比例较大。在上世纪90年代到新世纪初，是各地修建高速公路的高峰时期。这一时期修建的高速大多数都是按照当时的交通运输状况来考虑的，而且工程监理也不够完善。随着物流业运输越来越发达，人民生活水平的提高，中短途的运输以及私人驾车出游的运营量每年都在增加。而对于货运的管制还不够完善，经常有超重车上路，很大程度上加重了高速公路桥梁的老化与损害程度。而在国家实行法定节假日，小车免费通行的政策之后，节假日时段高速公路上私家小车的车流量大大增加，高速公路运行的危险性也较大程度增加。不时发生各类交通事故，而在造成人员伤亡的同时，也直接对高速公路造成破坏，其中在桥梁段的破坏的维修要比地面路段的工程更加麻烦。

1.2高速公路桥梁施工质量控制现状

当前，高速公路桥梁施工质量控制存在很多难题，导致高速公路桥梁工程质量控制难度较大，当前高速公路桥梁施工质量控制水平偏低。造成施工质量控制偏低的主要原因是：施工规模大，施工过程时间长、情况复杂，工程技术人员需要掌握较多的施工技术，施工人员要应对多变的地质状况，对技术人员与施工人员的要求较高，成本造价高导致成本控制与施工质量的冲突。高速公路桥梁的施工规模不小，一些地区几百公里的总工程，可能就有几十公里的桥梁，每公里的造价往往都是天文数字，成本控制往往倒逼工程材料的质量。施工人员往往是没有太多专业知识的农民工，这些施工人员对于施工方案的理解与执行往往不尽如人意。由于工程耗时长，就会经历很多的气候考验，一旦在工期出现极端气候，往往导致严重的质量问题。

1.3高速公路桥梁的质量对经济社会效益的影响

一条高速公路往往能够带动一个区域经济快速发展，同时这种基础设施工程的使用时间又是很长的，对于地面路段设计使用年限一般达到50年，对于桥梁甚至预计使用年限是100年。它是一种一次性投资，长时间运营与维护的工程，效益的产生分布在漫长的使用年限内，而质量的产生绝大部分决定在建设时期。同时，这种一次性基础建设工程的投资成本十分巨大，一般情况下，一公里的造价甚至高达几千万，桥梁的造价更是高于地面工程造价，对于投资方的地方政府而言，不容许投资如此之大的工程出现严重质量问题。无论从建设投资还是从建成效益考虑，良好的质量控制，是极为必要的。

2.当前存在的主要问题与施工技术控制

2.1桥梁裂缝

桥梁裂缝是高速公路桥梁工程存在的危险性较大又比较普遍的质量问题之一。桥梁裂缝的存在，是一种严重的隐患，一旦发生较大地质与气候变化时，很有可能会扩展，导致桥梁成为危桥，甚至倒塌。

造成高速公路桥梁出现裂缝的原因比较复杂。其中影响较大的因素主要是：

（1）桥梁地基不均匀沉降。高速公路上的桥梁都是搭建在混凝土桥墩之上，而这些混凝土桥墩的地基的施工之后，一般都会经过一段时间，待施工路段有多个成型墩柱之后才会假设预应力梁体。一般情况下，此时沉降已经稳定。但是，有些情况下，地基的防水等措施处理不当，就可能造成桥梁落成之后，在暴雨等极端气候影响下，逐渐出现不均匀沉降，从而导致路面出现裂缝。

（2）预应力混凝土梁体预应力不均。预应力混凝土梁体预制时候，有些时候由于放线不够精准，会导致预应力钢筋受到的预应力分布不均，造成局部的预应力突变，在使用中，就会因此导致局部应力集中，严重时产生裂缝。尤其对于无粘结预应力混凝土施工，出现这种情况的概率要高一些。

（3）混凝土凝固应力不均。在混凝土构件的浇筑过程中，水泥的水化热在混凝土内部积聚，混凝土构件产生内外温度差，一般内部的温度会更加高一些。当混凝土凝固之后，拆除模板，表层混凝土暴露在空气之中，在内陆地区昼夜温差大，夜间表层混凝土的温度更加低。构件内外层混凝土温度差距导致的膨胀收缩程度不同，很容易导致裂缝产生。

针对以上三方面控制桥梁裂缝问题，主要的防治措施如下：

（1）对地基填料质量与防水措施的施工质量严密控制，建成桥墩一定要经过一定时间之后，证明其在降雨等情况下影响下的已经不再沉降，才进行桥梁路面主体的搭建,为此也要合理调配工期。

（2）保证预应力的张拉效果。张拉过程中，应该保证每根受力张筋的应力差在技术要求的范围之内。必要时对部分张拉应力损失较大的部位，采取超张拉处理。

（3）控制好浇筑入模温度。为了避免内外层混凝土凝固初期的温差过大，应该做好分层浇筑和表面养护措施。前者是利用多层分浇，使每一层之间的温度差都在可控的范围之内，同时对最外层在拆除模板之后进行养护，不使之受低温环境过大的影响。

2.2路面不平整

当前高速公路桥梁路面铺压的一般为沥青混凝土路面。其养护方便、运营经济性好。但是实际施工中有时会出现路面不平整的质量问题。造成桥梁沥青路面不平整缺陷的主要原因有以下几个方面：

（1）地基不均匀沉降。这一点与造成桥梁裂缝的因素原因相同，应对的策略也相同。

（2）混凝土基层不平整度过大。高速公路桥梁的结构本体，一般是预应力混凝土梁体，沥青路面层是在混凝土基层表面铺设压实的。混凝土基层或多或少都存在不平整现象，但是如果混凝土基层的不平整度过大，会直接影响铺设之后的沥青层的厚度，造成厚薄不均。这样即使一开始的时候沥青路面都是平整的，但是在经过一段时间各类车辆碾压应力作用下，形变不同，造成不平整。

（3）沥青层的材料质量问题。沥青混凝土混合料本身的质量，会对其通车使用后的压密塑性形变的模量差异造成影响。油石较小，路面就会比较松散，石料的抗压强度太低或者细长扁平石料颗粒比例太高，会造成路面层稳定度降低，出现剥落等造成不平整。应对这些造成不平整的因素的措施如下：

（1）完善路基的排水工程，采取有效的控制地基沉降措施同时可以防止裂缝产生与不平整产生。

（2）对于不平整度太大的混凝土基层进行预填处理。预填处理应该采用与混凝土梁体同等材质的混凝土填料。平整之后，再进行沥青路面的铺压。

2.3钢筋锈蚀

无论是预应力混凝土还是桥墩砼柱之中，钢筋都是必不可少的材料，其性能与使用状态对桥梁寿命造成很大影响。其中，钢筋锈蚀是一个普遍存在的质量问题。

钢筋锈蚀产生的原因比较简单，主要就是由于工程所处环境与混凝土本身含水气量的影响。特别是桥墩施工，是在现场直接进行的，期间还未浇筑时，钢筋直接暴露在空气之中，降雨或者湿度较大的情况下，就会导致锈蚀。另外，混凝土内含石灰与水分，石灰水化导致混凝土内部存在可供空气存在的细微空隙，而混凝土含水量较大，在空气与水的作用下，也会导致在混凝土内部的钢筋出现锈蚀。

防止这种质量问题产生的主要进行防锈处理。钢筋所使用的螺纹钢，可以进行一些防锈处理。一般钢筋热轧制过程中都会在表面形成蓝色致密四氧化三铁氧化层，只是往往比较薄，较难在高湿环境下长时间防腐。但是，如果用溶液进行特殊处理，就能够有较好的防锈效果，当前已经有较多种类的阻锈剂。或者直接利用涂层防锈，可以利用环氧树脂涂层，或者直接使用水泥砂浆涂层。前者造价较高，后者廉价，不过依旧存在空隙，只适合短期防锈。

3.建成后出现质量问题的补救方法

上述的技术措施，主要是针对新建或在建的高速公路桥梁的施工期质量控制。但是对于一些已经建成的旧桥在使用期间出现的质量问题，只能采取加固补救措施。以下简要介绍三种补救措施：

3.1灌浆补救措施

如果施工期的裂缝防治措施失效，建成后桥面出现裂缝，必须及时进行加固补救。主要是向裂缝中灌浆来进行处理的，需要注意的是：如果是通透裂缝或者比较复杂的裂缝，砂浆或者胶液可能无法彻底渗透到裂缝深处。因此在浆胶的配置时，应该根据裂缝的实际情况，适当配比，保证其凝固后质量的前提下，调节其粘度，对于较深的复杂裂缝应该配置流动性较好的灌浆。或者无法进行一次性灌浆时，采取分段分次灌浆作业，或者适当清除一部分裂缝零落的混凝土边缘，使得灌浆补救能够顺利进行。另外，待灌浆完全凝固之前，必须将被填满的裂缝表面与周围平整，不能因为补救而破坏平整度。

3.2粘、包钢法加固

对于强度不够的混凝土梁，可以采用粘钢法或者包钢法进行加固处理。粘钢法是采用胶合剂将钢板粘帖到混凝土表面上。钢板的韧性与抗拉强度都很好，能够有效地加强桥梁的强度。进行粘钢法加固需要注意的是，要选取拉应力局部集中的薄弱部位加固，粘帖钢板之前，将待加固的混凝土表面清理干净，清除油污等杂质，同样钢板的粘帖面也要进行预处理。粘钢加固应选用薄钢板，其弹性与强度较高，钢板粘帖之后，表面必须进行涂漆或者其他防锈处理。

另外，还可以采用型钢来进行包钢法加固。所谓包钢就是在混凝土容易被破坏的棱角等部位外面包覆型钢。一般多选用各种冷弯、热轧的角钢进行加固。包钢法同样要在被加固混凝土与外包钢材之间填充固化剂。对于混凝土表面和钢材粘帖面也要进行一定的清理，不过不需要如粘钢法那么严格。因为外包的型钢与混凝土棱角自然会有搭扣效果，相比粘钢不容易脱落。

3.2起重气袋提升补救措施

脱空支座是高速公路桥梁中常发生的另一大质量问题，对于这类问题，一般采用起重气袋进行整体抬升来进行补救。施工时，首先要桥台的钢筋头和碎泥土等清理干净，必要时将梁体间伸缩缝也进行清理。然后在需要抬升部位放置气袋充气。充气前，应该全面检查气袋，保证没有漏气。逐步加压到5公斤压力左右，略微减缓速度，后加压充满。抬升起桥梁之后，放入顶木。顶木的形状应该是规则的硬木。必要时，调整支座的位置后再进行充气抬升，调整使梁位于正确位置正上方之后，取出顶木，起重袋平稳放气，将桥梁落在支座正确的位置上。

4.结语

高速公路作为关系国民经济与民生的重要基础设施，是国家财富的重要组成部分，是社会效益的重要承担依托，不容许有任何轻忽的闪失。特别是高速公路桥梁，作为高速公路工程中投资最大，质量问题危害最重的部分，其质量问题必须得到人们的高度重视。随着工程监理制度的越加规范，工程技术的不断进步，技术与施工人员的素质的不断提高，高速公路桥梁的质量控制状况将得到逐步改善。但是，在未来，必然还要兴建更多的高速公路，因此从宏观上对高速公路桥梁工程的质量控制依旧不容轻视。[科]

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