浅议桥梁混凝土裂缝及施工温度控制

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1、浅议桥梁混凝土裂缝及施工温度控制摘要：随着我国经济的快速发展，公路桥梁建筑在我国各个城市都是必不可少的，但在桥梁使用的过程中，出现裂缝影响桥梁工程质量甚至桥梁垮塌，造成国家财产和人民生命安全。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中裂缝的出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化重视不够是其中主要原因之一。关键词：桥梁建造、混凝土、温度中图分类号：U448.33文献标识码：A文章编号：1、裂缝的成因5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

2、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

3、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。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是施工中混凝土由最高温度冷却至运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对施工极为重要。2、温度应力温度应力的形成过程可分为以下三个阶段（1）早期。自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，这个阶段有两个特征，一是水泥放

4、出大量的水化热；二是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，这些应力与前两种的残余应力相叠加。温度应力引起的原因可分为两类5（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而出现的温度应力。例如桥梁

5、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。这两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、大小，是一项比较复杂的工作。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，具体计算这里不再细述。3、温度的控制改善骨料级配，采用干硬性混凝土、添加掺配材料，加

6、引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；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；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。5在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑混凝土早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现温度冲击

7、现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力。此时，表面温度亦较气温为高，此时拆除模板表面温度骤降，必然引起温度梯度，在表面附加拉应力，与水化热应力叠加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如塑料薄膜，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率低，在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土

8、线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力，由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100～200kg/cm2。因此，在混凝土中想利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难，如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。5防止施