王國(guó)春

【摘要】公路與橋梁施工中，只有實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度與裂縫問(wèn)題的有效控制才能夠保證施工的質(zhì)量，才能確保項(xiàng)目質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)程度。橋梁的施工需要綜合考慮各方面的因素，在質(zhì)量方面容不得有半點(diǎn)的差錯(cuò)。所以嚴(yán)格按照國(guó)家的規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)找出產(chǎn)生裂縫的原因并采取防治措施，才能保證公路的使用效率和正常運(yùn)營(yíng)。而在公路和橋梁工程建設(shè)中混凝土占有重要地位，由此產(chǎn)生的裂縫問(wèn)題也比較普遍。有鑒于此，本文對(duì)公路與橋梁施工中的混凝土裂縫成因做了詳細(xì)分析，并提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】公路施工；橋梁施工；溫度控制；裂縫；

【中圖分類(lèi)號(hào)】TV544 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）01—0231—01

目前對(duì)混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法并沒(méi)有統(tǒng)一的定論，但在具體的預(yù)防和改善措施方面還是比較統(tǒng)一的。橋梁工程的施工質(zhì)量管理是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，要將工程引入到一個(gè)良性循環(huán)的軌道才能確保工程質(zhì)量的有效實(shí)現(xiàn)。為了保證工程質(zhì)量的有效實(shí)現(xiàn)，必須對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量和安全控制才能獲得好的效益?；炷恋氖┕ぶ?，注重對(duì)溫度與裂縫的分析，出現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)進(jìn)行分析并結(jié)合多種預(yù)防處理措施就能使得混凝土裂縫問(wèn)題得到有效的避。

一、公路與橋梁施工中裂縫產(chǎn)生的原因分析

在公路與橋梁施工中，溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性以及結(jié)構(gòu)的不合理和原材料的不合格等都可能造成混凝土裂縫的產(chǎn)生。在混凝土硬化期間期間，水泥會(huì)放出大量的水化熱，加之內(nèi)部溫度的不斷上升，就會(huì)在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束也會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。而氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，一旦這些拉應(yīng)力超出了混凝土的抗裂能力就會(huì)造成裂縫的產(chǎn)生。另外，在混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢的時(shí)候，如果出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)不周及就會(huì)使得表面因?yàn)楦煽s形變導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。原材料的不均勻、水灰比不穩(wěn)定以及運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象，導(dǎo)致在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度的不均勻，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。鋼筋混凝土中的拉應(yīng)力是由鋼筋承擔(dān)的，混凝土只是承受壓應(yīng)力。而在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力就需依靠混凝土自身來(lái)承擔(dān)。一般的設(shè)計(jì)中都要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力，但是在施工中，我們發(fā)現(xiàn)混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，常常會(huì)在混凝土的內(nèi)部引起很大的拉應(yīng)力，甚至溫度應(yīng)力有時(shí)可超過(guò)其他外荷載所引起的應(yīng)力，由此可見(jiàn)，要實(shí)現(xiàn)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工就必須解決公路與橋梁施工中的裂縫問(wèn)題。

二、公路與橋梁施工中溫度應(yīng)力分析

1、溫度應(yīng)力的形成過(guò)程

溫度應(yīng)力的形成過(guò)程一般分為三個(gè)階段。溫度應(yīng)力形成的早期由澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，在早期水泥放出大量的水化熱，還會(huì)導(dǎo)致混凝土彈性模量的急劇變化，而彈性模量的變化在混凝土內(nèi)就形成了殘余應(yīng)力。中期自水泥放熱作用的基本結(jié)束到混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度結(jié)束，在這一時(shí)期，主要是由混凝土的冷卻及外界氣溫的變化引起溫度應(yīng)力，而這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間，混凝土彈性模量的變化不大。晚期是指混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期，溫度應(yīng)力主要是由外界的氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。

2、溫度應(yīng)力形成的原因

一般把溫度應(yīng)力形成的原因分為兩類(lèi)。一是自生應(yīng)力，就是邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性的分布形式，由于結(jié)構(gòu)本身的互相約束就會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力。在橋梁的墩身方面，由于結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大致使混凝土冷卻時(shí)的表面溫度較低，內(nèi)部溫度高，使得在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。約束應(yīng)力就是指結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界由于受到外界約束不能自由變形而引起的應(yīng)力。在箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土中，這兩種溫度的應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布和大小是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，大多數(shù)情況下都需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算?；炷恋男熳?，致使溫度應(yīng)力有相當(dāng)大的松馳，在計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)就必須考慮徐變的影響。

三、公路與橋梁施工中溫度的控制和防止裂縫的對(duì)策分析

1、控制溫度的措施

在公路與橋梁的施工中，實(shí)現(xiàn)溫度控制的措施有很多。在拌和混凝土?xí)r還可以通過(guò)加水或用水將碎石冷卻里降低混凝土的澆筑溫度。在熱天進(jìn)行混凝土的澆筑要減小澆筑的厚度，以達(dá)到利用澆筑層面進(jìn)行散熱的目的。在混凝土中如果埋設(shè)水管，也可以采取通入冷水的方法來(lái)達(dá)到降溫的效果。對(duì)施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)可以采取保溫的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的控制。

2、改善約束條件的措施

約束條件的改善可以通過(guò)合理地分縫分塊以及避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏來(lái)實(shí)現(xiàn)，還可以通過(guò)施工工序的合理安排來(lái)避免過(guò)大的高差和側(cè)面的長(zhǎng)期暴露。此外，改善混凝土的性能和提高抗裂能力，通過(guò)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)也能起到防止表面的干縮。為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，在混凝土的施工中往往要求新澆筑的混凝土盡早進(jìn)行拆模。當(dāng)遇有混凝土的溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，這樣才能控制混凝土表面早期裂縫的產(chǎn)生?；炷翝仓跗?，表面由于水化熱的散發(fā)而引起很大的拉應(yīng)力，如果此時(shí)進(jìn)行模板的拆除就會(huì)使得表面因?yàn)闇囟鹊捏E降引起溫度梯度。在表面如果附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力進(jìn)行疊加，再加上混凝土的干縮，表面的拉應(yīng)力就會(huì)達(dá)到很大的數(shù)值導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。如果模板在拆除后及時(shí)在表面覆蓋泡沫海棉等輕型保溫材料，就會(huì)有效的防止混凝土的表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力。

四、混凝土的早期養(yǎng)護(hù)問(wèn)題分析

溫度梯度是造成混凝土裂縫的主要原因，混凝土的裂縫多數(shù)是不同深度的表面裂縫。寒冷地區(qū)的溫度驟降極易形成裂縫，由此可見(jiàn)對(duì)混凝土進(jìn)行有效的保溫能夠防止表面的早期裂縫。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)該防止混凝土內(nèi)外溫差及混凝土表面梯度的出現(xiàn)，以防止表面的裂縫。為了防止混凝土超冷應(yīng)盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土的使用期穩(wěn)定溫度。為了有效防止老混凝土過(guò)冷，以減少新老混凝土問(wèn)的約束。在混凝土的早期養(yǎng)護(hù)方面，主要的工作就是保證適宜的溫濕條件來(lái)達(dá)到混凝土免受不利溫濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。還能使水泥的水化作用順利進(jìn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。而適宜的溫濕度條件又是相互關(guān)聯(lián)的，所以對(duì)混凝土采取的保溫措施也會(huì)有一定的保濕效果?；炷翝仓箴B(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵就是最初幾天，所以施工中應(yīng)切實(shí)重視初期的養(yǎng)護(hù)工作。

結(jié)束語(yǔ)

公路橋梁的工程施工中，雖然采取了采取各種措施但裂縫仍然時(shí)有出現(xiàn)。在進(jìn)行大體積混凝土的施工過(guò)程中，溫度應(yīng)力及溫度控制是關(guān)鍵性的問(wèn)題，在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫，這嚴(yán)重影響著結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，由此可見(jiàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)來(lái)水水溫度的變化具有顯著的影響。

參考文獻(xiàn)

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