公路和橋梁混凝土的施工溫度和裂縫防治探析

摘要：混凝土是公路和橋梁建設工程中最主要的施工原材料，混凝土的質量直接關系公路和橋梁的使用壽命，混凝土的裂縫嚴重影響著施工質量，它是公路橋梁施工工程的重要危害之一，它的產生有著許多因素，尤其與溫度有很大的關系。文章對公路和橋梁混凝土的裂縫成因，以及防治措施，作初步的探討。

關鍵詞：混凝土；施工溫度；裂縫防治

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）18-0164-02

公路橋梁施工中我國交通運輸事業發展的關鍵性舉措，但是，在其施工后期建設中，混凝土極易容易開成裂縫，嚴重影響到公路橋梁的施工質量，因此，如何對公路橋梁混凝土的裂縫進行防治，成為亟待解決的問題。

1裂縫的成因

混凝土裂縫的成因復雜繁多，有些因素甚至會相互影響，常見裂縫成因可以分為以下幾種。

①荷載引起的裂縫。混凝土橋梁在常規靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱為荷載裂縫，其特征是以不同的荷載而呈不同的特點，如圖1所示。中心受壓，可以看到，沿構件出現平行于受力方面的短而密的平等裂縫，如圖1所示。受彎。彎矩最大截面附近從受拉區邊沿開始出現與受拉方向垂直的裂縫，并逐漸向中和軸方向發展，如圖2所示。受剪，主筋及抗剪設置不足，當箍筋太密時發生斜向破壞，當箍筋適當時發生剪切破壞，造成如圖2的斜裂縫。

②收縮引起的裂縫。在實際工程中，混凝土因為收縮而引起的裂縫比較常見，但是，收縮裂縫主要影響結構外觀的耐久力性和外觀，對構件承載力的影響并不大。收縮裂縫成成的主要原因是當混凝土成形后，表面水份由表及里蒸發逐步發展，風外干縮量不同，而導致混凝土表面收縮變成，其受到混凝土內部約束或其他約束的限制時，在混凝土中產生拉引力，引起混凝土的開裂。

③地基基礎變形引起的裂縫。地基發生不均勻沉降，引起構件的約束變形，這時，結構內部拉應力發生變化，當結構內部拉應力超過自身的抗拉強度時，在結構的薄弱部位就會產生沉降裂縫。

④鋼筋銹蝕引起的裂縫。由于銹蝕，鋼筋有效斷面面積減速小，鋼筋與混凝土的握裹力削弱，致使結構承載力下降，誘發其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。

⑤凍脹引起的裂縫。當大氣溫度低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，使混凝土產生膨脹應力，同時，混凝土凝膠孔中的過冷水在微觀結構中遷移和生分布，引起滲透壓，使混凝土膨脹力加大，強度降低，導致裂縫出現。

⑥施工工藝質量引起的裂縫。混凝土結構在澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，因為施工工藝不合理，施工質量低劣，容易產生各種裂縫。

⑦溫度變化引起的裂縫。經過長期的觀察和記錄總結，筆者發現，溫度變化引起的混凝土裂縫是最常見的，溫度變化也是混凝土產生裂縫的最主要的原因。

混凝土本身具有熱脹冷縮的性質，在混凝土攪拌時，就對其溫度控制得相當嚴格，一旦外部環境或者繪聲繪色內部溫度發生變化，混凝土都會在一定程度上發生形變。在這樣的情況下，如果遭到約束，混凝土就會在結構內部產生應力，當應力超過其自身的抗拉強度時，就會產生溫度裂縫。

2公路和橋梁混凝土施工溫度分析

2.1溫度應力的產生

溫度應力的產生有三個階段，早期、中期和晚期。溫應力不同的形成時期其特征也不一樣。

①溫度應力產生的早期。混凝土從一開始澆筑到水泥自身的放熱結束，這一個月的經歷過程為溫度應力產生的早期，這段時間里，混凝土會有著放熱和彈性模量變化的過程，這兩個過程的相互作用導致了殘余應力的產生。

②溫度應力產生的中期。這個時期，混凝土從自身放熱結束至整個筑體溫度下降到一定的穩定線值，這一時期的溫度應力不是由混凝土自身產生的，而是由于外界溫度環境的變化導致。這部分的因熱脹冷縮產生的應力與早期的殘余應力形成合力，使混凝土產生裂縫的可能性增加，但是，由于混凝土自身彈性在這一時間段內保持穩定，因此，不會再出現殘余應力。

③溫度應力產生的晚期。溫度應力產生的晚期主要是指混凝土筑體溫度在完成穩定之后，公路和橋梁的運轉時期。在這段時期內，最主要產生裂縫的原因是外界溫度的變化。外界溫度的變化所引起的溫度應力與早期和中期的溫度應力共同作用，產生混凝土裂縫。

2.2溫度應力成因分析

①混凝土自身產生的應力。一般橋梁的橋墩上會出現混凝土的自生應力，因為橋墩自身的尺寸比較大，在混凝土的冷卻過程中，內外溫差不同，使橋墩內部出現應力，與此同時，橋墩外部溫度高的地方會產生拉力，由此產生溫度應力。②混凝土的約束力。比如橋梁施工的護欄，通常會因為外界受到的約束而產生溫度應力。由此可以看出，溫度應力與混凝土的干縮應力是相互作用的，在施工過程中，要對施工現場進行現場勘察、分析，對環境溫度以及混凝土的配合等信息，都要進行全面的掌握，這樣才能測出溫度應力的情況。

3公路和橋梁混凝土施工溫度與裂縫防治

在公路和橋梁混凝土施工和養護期間，混凝土會釋放出大量的水化熱，導致其內部溫度驟升，使混凝土表面突然形成非常大的拉應力，與此同時，公路與橋梁在混凝土后期降溫過程中，受到其結構的約束而在其內部形成較大的拉應力，這樣極易形成公路和橋的溫度裂縫，因此，要對此進行相應的防治措施來避免溫度裂縫的產生。

3.1控制混凝土的配比

在公路和橋梁的施工前，一定要對混凝土的配比有一個全面的了解，因為不同的公路和橋梁，在其混凝土的需求方面，有著不同的標準。根據公路和橋梁的承載情況，選擇混凝土的配比材料，嚴格配比的原材料的質量。在混凝土的攪拌上，規范操作流程，必要時增加添加劑，采用干硬性混凝土對橋梁進行施工。

3.2有效控制溫度

①降低水泥水化熱。水泥是混凝土材料之一，水泥的水化熱會放出大量的熱，使得混凝土的溫度增高，加大內部的溫度差，導致溫度裂縫出現。因此，在施工時，應注意降低水泥的水化熱。在選擇水泥材料時，應選取低中熱水泥，或者在施工中，保證施工質量的前提下，可以通過減少水泥的用量來降低水泥的水化熱。

②混凝土的養護。對于混凝土的養護，主要使用冷卻管降溫，即在公路和橋梁的結構內部預先鋪設冷卻管路，然后在混凝土澆注守成之后進行通水冷卻循環，以此來避免其在硬化過程中的內部溫度過大。當公路和橋梁混凝土整體初凝之后就可以視情況來對其進行蓄水保溫養護，通常采用真空壓漿，來避免冷卻管對混凝土結構的強度以及其他性能產生不利影響。

4結語

相對于我國國內的公路和橋梁混凝土施工的情況，盡管對于溫度裂縫還存在著一定的問題，但是就具體的施工和溫度裂縫防治方面，還是有其獨到的實踐經驗。因此，公路和橋梁的施工人員應該從根本上規范操作章程，嚴格施工程序，加強對溫度裂縫的控制和規避，保證施工質量，延長公路和橋梁的使用壽命，從而為交通運輸業創造經濟效益。

參考文獻：

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