混凝土裂缝在桥梁施工中的预防措施__集群智慧云

摘　要：针对桥梁施工过程中出现混凝土温度裂缝的问题，分析了温度裂缝产生的原因，介绍了温度应力形成的过程，并提出了减少温度应力的措施。
关键词：混凝土裂缝；温度应力；控制

　　在桥梁建造和使用过程中，混凝土裂缝在桥梁工程中深深困扰桥梁工程技术人员。在桥梁混凝土施工过程中，遇到的主要问题是温度裂缝，本文就施工中混凝土温度裂缝的成因和处理措施加以探讨。
一、温度裂缝的成因
　　混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响。主要是温度和湿度的变化，混凝土原材料不合格，施工工艺质量低劣，外部荷载，冻胀，基础不均匀沉降等。
　　混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升。在表面引起拉应力。后期在降温过程中，又在混凝土内部出现拉应力，气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。混凝土是一种脆性材料，由于原材料不均匀，水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一混凝土构件中抗拉强度是不均匀的，存在很多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土边缘部位如果结构内出现拉应力，则必须依靠混凝土承担。
二、温度应力
（一）温度应力的形成过程
（1）早期。自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，这个阶段有2 个特征：①水泥放出大量的水化热； ②混凝土弹性模量的急剧变化。这一时期在混凝土内形成残余应力。
（2）中期。自水泥放热基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。
（3）晚期。混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前2 种的残余应力相叠加。
（二）温度应力产生的原因
（1）自生应力。边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束就会出现温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。
（2）约束应力。结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力，如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这2 种温度应力往往和混凝土干缩所引起的应力共同作用。根据已知的温度准确分析出温度应力的分布是一项较复杂的工作，在大多数情况下，需要依靠模型实验或数值计算。混凝土的徐变，使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响。
三、减少温度应力的措施
　　为了防止裂缝、减轻温度应力，可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
（一）控制温度
（1）改善骨料级配，采用干硬性混凝土，添加掺配材料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。
（2）拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。
（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。
（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。
（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化。
（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温措施。
（二）改善约束条件
（1）合理地分缝、分块。
（2）避免基础过大起伏。
（3）合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。
（三）改善混凝土的性能
　　防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂