芻議橋梁施工中大體積混凝土梁的裂縫控制

摘 要：對于橋梁施工工程來說，出現裂縫是需要解決的重要問題，因為有的裂縫會對整個橋梁安全產生巨大的影響，所以對于橋梁施工工程來說，必須把握好裂縫的控制，文章從這個角度出發，首先對橋梁施工工程中大體積混凝土裂縫產生的原因進行了具體的分析討論，最后著重的對混凝土梁的裂縫控制進行了詳細的分析。

關鍵詞：橋梁施工；混凝土梁；裂縫控制

1 橋梁施工中大體積混凝土梁裂縫出現的原因分析

1.1 混凝土受影響產生收縮

首先混凝土產生收縮主要就是在空氣中放置的過程中產生硬結混凝土體積變小。同時混凝土在完全不受外力作用的狀況下，如果發生收縮變形現象但是又受到來自外力的約束時，混凝土中就會產生一定的拉應力，進而硬結的混凝土就會發生開裂現象，引起混凝土開裂的形式主要有塑性的收縮現象、干燥性質的收縮開裂以及溫度收縮，在混凝土硬化現象的初期自身體積的變化主要是由水泥水化過程中凝固硬結造成的，到施工后期主要是由混凝土內部水分蒸發引起的干燥收縮。

1.2 水泥的水化產生大量的熱

水泥在水化的過程中通常都會產生大量的熱量，這個現象通常都是會在澆筑之后4分鐘左右發生，水泥一旦發生水化現象產生大量的熱就會使得混凝土內部的溫度急劇的升高，對于橋梁施工工程中的大體積混凝土來說，水泥水化熱現象造成的混凝土溫度升高現象更加的嚴重，再加上混凝土表面的散熱能力和內部截然不同，所以水泥水化熱現象會造成混凝土內部中心的溫度急劇升高，同時從內往外溫度值呈階梯狀，因此混凝土內部就會產生壓力，而外部會形成拉力，一旦外部的拉力超過了混凝土自身的最大抗拉強度的時候，混凝土表面就會出現裂縫。

1.3 外界環境變化造成的裂縫

在橋梁施工過程中，大體積的混凝土結構非常容易受到外界環境的影響而產生變化，而外界環境的影響主要表現在氣溫以及濕度上。上面我們提到水泥水化產生大量的熱會大大的提高混凝土內部的溫度，除此之外，混凝土澆筑的溫度以及混凝土結構的散熱溫度等都會不同程度的影響混凝土內部的溫度。首先混凝土澆筑的溫度是和外界的氣溫環境有著最直接的關系，外界氣溫環境有決定性的作用，氣溫越高，混凝土的澆筑溫度就會隨之增高，同時外界溫度的變化也是混凝土內外溫度不同層次變化的重要原因。

1.4 施工工藝原因

施工工藝不嚴謹造成的裂縫主要表現在以下幾個方面：

（1）混凝土攪拌不均勻造成的密實度缺失，出現了蜂窩，最終引發的裂縫現象；（2）混凝土澆筑過程因為操作不當產生的原因；（3）混凝土在進行澆筑之前出現受凍現象，再加上構件本身的裂縫；（4）混凝土在澆筑的時候由于模板原因產生側向力引起的變形。

2 橋梁施工中大體積混凝土梁裂縫控制措施

對于混凝土裂縫的控制主要是針對上面提出的問題進行分別解決，同時還對具體的環節進行了詳細的介紹分析。

2.1 降低水泥水化熱

水泥水化熱會增加混凝土內部中心溫度，所以具體的應該針對內部降熱進行，具體的做法是在混凝土的內部埋設冷卻用的管道，然后注入冷卻水，同時管道應該是循環的管道，保證冷卻水能夠排出，通過冷卻水的循環注入不斷的降低混凝土的中心溫度。同時還需要進行通水冷卻控制，這主要是為了防止混凝土出現過大的溫度階梯分布，具體的做法是使用鋼管在混凝土的澆筑分層過程中埋設循環冷卻管道，使用之前需要進行試水操作，這是為了避免管道的阻塞，同時還需要根據大體積混凝土梁內部的溫度控制進水量和相應的溫度。

2.2 大體積混凝土梁配合比設計控制

配合比的控制設計包括了原材料以及外加劑選擇使用兩個方面，首先是原材料的選擇，水泥的使用量將會直接的影響水化熱，所以大體積的混凝土梁應該使用水化熱比較低的水泥，同時結合管道澆筑冷卻水的方法盡最大可能的降低水化熱和水泥的使用，細骨料一般使用2區的中砂；如果是使用粗骨料，要盡可能的降低混凝土的收縮變形；如果使用摻合料要適當的添加粉煤灰。

對于外加劑的使用就要根據不同的情況使用不同的外加劑，比如膨脹劑，大量的實例表明，在大體積混凝土中添加膨脹劑后，混凝土的內部會產生比較大的應力，而這種應力稱為膨脹應力，膨脹應力能夠和混凝土自身的內部收縮應力進行抵銷，這樣外加劑的選擇就起到了應有的作用。

2.3 溫度控制

2.3.1 大體積混凝土溫度的監測

溫度的檢測是對內外部進行的，所以需要在混凝土的內外部設置觀測點，具體還包括保溫材料的溫度監測和養護水溫度的監測兩個點，對于每一個監測點的溫度值變化、各個監測點中心以及表面溫度的變化都要進行及時的收集整理，以作為研究者防止混凝土裂縫出現的依據。同時為了能夠更好的反應溫度監測的效果可以在少數的混凝土層中安裝相應的檢測儀器，進行溫度的應力監測，這需要沿水平的方向進行布置檢測儀器。

2.3.2 溫度的預測分析

對于混凝土溫度的預測，需要結合混凝土的配合比以及施工現場的外界環境變化，使用電腦仿真技術對上述兩個因素進行動態模擬，需要提供混凝土結構沿著不同層次方向上的溫度變化分布數據以及隨著時間變化混凝土的變化狀況，根據具體的觀測值制定出混凝土產生裂縫現象的具體溫控指標，以此指標為具體的依據，對橋梁混凝土梁進行定期的保溫養護。

2.3.3 混凝土入模溫度的控制

混凝土在進行澆筑的時候，盡量的不要使混凝土暴曬在陽光下，在實際的施工過程中，要不定時的對碎石等進行灑水，起到降溫的作用，保證水泥儲存地方良好的通風。

2.4 原材料選擇控制使用

原材料選擇包括水泥、骨料、摻合料以及外加劑的選擇，對于大體積混凝土來說要使用水化熱比較低、凝結時間較長、后期強度比較高的材料，以免影響其質量和引起裂縫；骨料可以盡量的少用水，盡可能的減少水泥的用量，目的是盡可能的減少混凝土自身的收縮和泌水性，對于大體積混凝土工程來說，盡可能的使用碎石作為骨料；摻合料主要是礦物質材料，比較普遍使用的是粉煤灰，大體積的混凝土工程適量的摻入能夠改善性能，減少水化熱；外加劑能夠提高混凝土的耐久度，比如減水劑的添加，一方面能夠達到應有的強度，還能夠減少水泥的使用。一般常用的還有高效的緩解凝固的減水劑以及膨脹劑。

2.5 構造設計上的防裂縫控制

首先需要設計出合理的結構形式，這樣能夠在很大程度上減少一定的工程量，降低大量的水化熱，大大的降低裂縫現象的出現；同時要充分的利用混凝土在基坑中有側力這個條件，在混凝土中添加膨脹劑，提高由于內部溫度升高而產生收縮的內部拉力，有效的避免因為拉應力不足造成的裂縫；一般情況下大體積的混凝土梁的施工時間都非常長，根據混凝土結構的受力狀況可以合理的對混凝土評定驗收周期進行確定，適當的增加周期，盡量的降低混凝土設計的標號。

2.6 定期的養護

混凝土在澆筑之后要經常性的進行養護，如果發現有裂縫現象或者裂縫隱患要及時的進行解決。

3 結束語

橋梁施工中盡管大體積的混凝土梁容易產生裂縫現象，但是只要對施工的每一個環節都嚴格的進行控制，從原材料的選擇使用、施工工藝的嚴格操作以及后期的安全養護入手，把握好每一個環節的工作，相信橋梁施工中的混凝土裂縫問題會得到很好的解決，嚴格的把握質量關，避免裂縫現象發生。

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