探究公路与桥梁施工中砼温度应力控制与裂痕处理

■邹仕印，邹 韬 ■江西省公路工程有限责任公司，江西 南昌 330000

砼(混凝土同义词，以下称混凝土)在现代公路与桥梁工程建设中的地位日益显著，而在混凝土施工中裂痕是最常见的问题。引起裂痕的原因有很多，但最重要的原因还是对混凝土温度应力的变化把握不够到位。特别是在大体积混凝土施工中，对温度的应力控制是重中之重。这种因温度应力变化而产生的裂痕不仅会影响到公路、桥梁的使用功能，而且也对人民的生命财产安全构成了威胁，埋下了许多工程隐患。本文因此从混凝土裂痕出现的主要原因、温度的应力分析、温度的控制和裂痕处理等三方面展开论述。

1 混凝土裂痕出现的主要原因

在公路与桥梁的工程建设中，混凝土发生裂痕的主要原因有以下几个方面:一是外力作用引起的裂痕，如因主要承重位置出现超重荷载而出现的裂痕。二是变形引起的裂痕，如冻胀、收缩、不均匀沉降、温度应力变化、模板变形、湿度变化等引起的裂痕。三是混凝土养护不当，如混凝土养护期未结束，在混凝土表面走行机械极易造成难以修复的混凝土裂痕。四是施工材料不合格导致的混凝土裂痕。

在以上众多原因中，要特别引起注意的是混凝土温度变化造成的裂痕。在公路与桥梁建设中，混凝土浇筑后，会有大量的水化热出现在混凝土硬化期间。这些不易散发的水化热促使混凝土建筑的内部温度急剧上升，但混凝土建筑的表面温度散发较快，这就导致混凝土内外部温差大，促使较强的拉压力出现在在混凝土的表面。而后期的降温措施又会使混凝土内部出现拉压力。一旦这些拉压力的强度超出了混凝土的抗裂范围时，公路、桥梁建设中的混凝土温度裂痕就会形成。

2 混凝土温度的应力分析

2.1 混凝土温度应力的产生过程

根据混凝土温度应力在不同时间段所表现出来的不同反应和特点，将混凝土温度应力的产生过程划分为三个阶段。第一阶段:初期。这一阶段历时一个月，一般从混凝土浇灌开始算起至水泥自身散热结束为止。这一时期水泥散发出的大量水化热和弹性模量的变化促使残余应力在混凝土内部形成。第二阶段:中期。在这一阶段其特征表现为水泥不再放热，而公路、桥梁等建筑的混凝土温度降到一个定值。这一时期的温度应力主要由外在环境引起，这些应力与初期形成的残余应力都加大了混凝土出现裂痕的机率。第三阶段:后期。这一阶段主要指公路、桥梁的混凝土温度完全冷却并稳定后的运转时期。在这一时期温度应力产生的最主要原因是外部环境的气温变化，这些应力与前两个阶段的应力形成巨大的合力，最终导致混凝土裂痕的出现。

2.2 混凝土温度应力产生的原因

混凝土温度应力形成的原因主要有两个:其一，约束应力。主要指结构的部分或整体不能自由变形且受到外来因素制约的而产生的应力。如公路、桥梁施工中的护栏混凝土。其二，自生应力。主要指结构的边界不受任何力量的约束，整体结构处于不稳定的状态，如果结构的内部温度呈现出非线性分布，温度应力则会在结构自身力量的相互约束下形成。如桥梁的桥墩常会出现此类情况。由于混凝土的这两种温度应力和混凝土的干缩应力是共同起作用的，这就给施工人员判断温度应力的具体存在位置带来了较大的工作难度。因此，在混凝土施工过程中，工作人员需要对施工现场做到具体为题具体分析，全面的把握施工现场的具体情况，能够及时应对施工现场出现的混凝土温度应力状况。

3 混凝土温度的控制和裂痕处理

3.1 混凝土温度的控制

公路与桥梁建设过程中，施工人员对混凝土的温度控制不到位是混凝土出现裂痕的一大主要原因。为了减少甚至避免混凝土施工过程中出现温度裂痕，因此在混凝土施工过程中需要做到以下几点来控制混凝土温度。

(1)在温度过高的夏天进行公路与桥梁工程的混凝土浇筑时，要减少混凝土的浇筑厚度，要充分利用浇筑层表面进行散热。与此同时，施工人员要把握好浇筑速度，要确保第二层混凝土浇筑工作在第一层混凝土凝固前完成。另外，要合理安排浇筑时间，在炎热的夏季，最经济有效的浇筑方法是早晚多浇，中午不浇。

(2)在寒冷的冬天进行公路与桥梁工程的混凝土浇筑时，要注意做好混凝土的保温保湿养护工作。冬季混凝土在浇筑前应做好准备工作，如清除冰雪，准备好保温用的塑料薄膜等。浇筑时，应确保浇筑质量。浇筑完成后应及时对混凝土采取保温措施，以免受天气影响，混凝土表面温度急剧降低，导致公路与桥梁建设中出现混凝土温度裂痕。

(3)可以通过选用低热微膨胀型水泥或选用最优级的骨料减少混凝土中的水泥比重从而降低公路与桥梁建设中混凝土的水化热，减小混凝土的温度应力，防止公路与桥梁出现温度裂痕。

(4)在公路与桥梁的混凝土施工中提前埋下水管，在水管中通入冷水，充分利用水循环来达到降温目的。由于混凝土在浇筑过程中会出现大量的水化热，如提前铺设水管，就可以通过水循环控制温度，防止公路与桥梁建设中出现混凝土温度裂痕。

3.2 混凝土裂痕处理

公路与桥梁工程中出现的混凝土温度裂痕不仅影响了公路与桥梁的美观，而且还带来了各种各样的安全隐患，如:加速了钢筋的腐蚀和老化的速度、降低了混凝土整体结构的耐久性和防渗漏能力、减少了公路与桥梁工程的使用年限等。因此针对混凝土的温度裂痕问题除了要做好早期的预防外，我们还要在出现问题后采取及时有效地修补措施。具体的修补措施有以下几点:第一，表面修补法，适用于结构稳定的、破坏性较小的表面混凝土温度裂痕的修复。第二，灌浆法，适用于有防渗漏要求的混凝土温度裂痕的修复。第三，加固法，当混凝土的温度裂痕影响到建筑的整体结构性能时，就需要采用结构加固法就行修补。第四，置换法，当混凝土损坏严重出现大面积温度裂痕时，就需将原先损坏的混凝土清除，重新浇筑新混凝土。

4 结束语

综上所述，公路与桥梁工程是关系到国计民生的基础工程，其质量的好坏与老百姓的生命财产安全息息相关。因此，在施工过程中为避免因混凝土温度裂痕所带来的一系列不利影响，公路与桥梁工程的工作人员就务必要做到具体问题具体分析，根据施工现场的具体情况，将混凝土温度裂痕的控制与处理工作落到实处。

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