探究公路與橋梁施工中砼溫度應力控制與裂痕處理

■鄒仕印，鄒 韜 ■江西省公路工程有限責任公司，江西 南昌 330000

砼(混凝土同義詞，以下稱混凝土)在現代公路與橋梁工程建設中的地位日益顯著，而在混凝土施工中裂痕是最常見的問題。引起裂痕的原因有很多，但最重要的原因還是對混凝土溫度應力的變化把握不夠到位。特別是在大體積混凝土施工中，對溫度的應力控制是重中之重。這種因溫度應力變化而產生的裂痕不僅會影響到公路、橋梁的使用功能，而且也對人民的生命財產安全構成了威脅，埋下了許多工程隱患。本文因此從混凝土裂痕出現的主要原因、溫度的應力分析、溫度的控制和裂痕處理等三方面展開論述。

1 混凝土裂痕出現的主要原因

在公路與橋梁的工程建設中，混凝土發生裂痕的主要原因有以下幾個方面:一是外力作用引起的裂痕，如因主要承重位置出現超重荷載而出現的裂痕。二是變形引起的裂痕，如凍脹、收縮、不均勻沉降、溫度應力變化、模板變形、濕度變化等引起的裂痕。三是混凝土養護不當，如混凝土養護期未結束，在混凝土表面走行機械極易造成難以修復的混凝土裂痕。四是施工材料不合格導致的混凝土裂痕。

在以上眾多原因中，要特別引起注意的是混凝土溫度變化造成的裂痕。在公路與橋梁建設中，混凝土澆筑后，會有大量的水化熱出現在混凝土硬化期間。這些不易散發的水化熱促使混凝土建筑的內部溫度急劇上升，但混凝土建筑的表面溫度散發較快，這就導致混凝土內外部溫差大，促使較強的拉壓力出現在在混凝土的表面。而后期的降溫措施又會使混凝土內部出現拉壓力。一旦這些拉壓力的強度超出了混凝土的抗裂范圍時，公路、橋梁建設中的混凝土溫度裂痕就會形成。

2 混凝土溫度的應力分析

2.1 混凝土溫度應力的產生過程

根據混凝土溫度應力在不同時間段所表現出來的不同反應和特點，將混凝土溫度應力的產生過程劃分為三個階段。第一階段:初期。這一階段歷時一個月，一般從混凝土澆灌開始算起至水泥自身散熱結束為止。這一時期水泥散發出的大量水化熱和彈性模量的變化促使殘余應力在混凝土內部形成。第二階段:中期。在這一階段其特征表現為水泥不再放熱，而公路、橋梁等建筑的混凝土溫度降到一個定值。這一時期的溫度應力主要由外在環境引起，這些應力與初期形成的殘余應力都加大了混凝土出現裂痕的機率。第三階段:后期。這一階段主要指公路、橋梁的混凝土溫度完全冷卻并穩定后的運轉時期。在這一時期溫度應力產生的最主要原因是外部環境的氣溫變化，這些應力與前兩個階段的應力形成巨大的合力，最終導致混凝土裂痕的出現。

2.2 混凝土溫度應力產生的原因

混凝土溫度應力形成的原因主要有兩個:其一，約束應力。主要指結構的部分或整體不能自由變形且受到外來因素制約的而產生的應力。如公路、橋梁施工中的護欄混凝土。其二，自生應力。主要指結構的邊界不受任何力量的約束，整體結構處于不穩定的狀態，如果結構的內部溫度呈現出非線性分布，溫度應力則會在結構自身力量的相互約束下形成。如橋梁的橋墩常會出現此類情況。由于混凝土的這兩種溫度應力和混凝土的干縮應力是共同起作用的，這就給施工人員判斷溫度應力的具體存在位置帶來了較大的工作難度。因此，在混凝土施工過程中，工作人員需要對施工現場做到具體為題具體分析，全面的把握施工現場的具體情況，能夠及時應對施工現場出現的混凝土溫度應力狀況。

3 混凝土溫度的控制和裂痕處理

3.1 混凝土溫度的控制

公路與橋梁建設過程中，施工人員對混凝土的溫度控制不到位是混凝土出現裂痕的一大主要原因。為了減少甚至避免混凝土施工過程中出現溫度裂痕，因此在混凝土施工過程中需要做到以下幾點來控制混凝土溫度。

(1)在溫度過高的夏天進行公路與橋梁工程的混凝土澆筑時，要減少混凝土的澆筑厚度，要充分利用澆筑層表面進行散熱。與此同時，施工人員要把握好澆筑速度，要確保第二層混凝土澆筑工作在第一層混凝土凝固前完成。另外，要合理安排澆筑時間，在炎熱的夏季，最經濟有效的澆筑方法是早晚多澆，中午不澆。

(2)在寒冷的冬天進行公路與橋梁工程的混凝土澆筑時，要注意做好混凝土的保溫保濕養護工作。冬季混凝土在澆筑前應做好準備工作，如清除冰雪，準備好保溫用的塑料薄膜等。澆筑時，應確保澆筑質量。澆筑完成后應及時對混凝土采取保溫措施，以免受天氣影響，混凝土表面溫度急劇降低，導致公路與橋梁建設中出現混凝土溫度裂痕。

(3)可以通過選用低熱微膨脹型水泥或選用最優級的骨料減少混凝土中的水泥比重從而降低公路與橋梁建設中混凝土的水化熱，減小混凝土的溫度應力，防止公路與橋梁出現溫度裂痕。

(4)在公路與橋梁的混凝土施工中提前埋下水管，在水管中通入冷水，充分利用水循環來達到降溫目的。由于混凝土在澆筑過程中會出現大量的水化熱，如提前鋪設水管，就可以通過水循環控制溫度，防止公路與橋梁建設中出現混凝土溫度裂痕。

3.2 混凝土裂痕處理

公路與橋梁工程中出現的混凝土溫度裂痕不僅影響了公路與橋梁的美觀，而且還帶來了各種各樣的安全隱患，如:加速了鋼筋的腐蝕和老化的速度、降低了混凝土整體結構的耐久性和防滲漏能力、減少了公路與橋梁工程的使用年限等。因此針對混凝土的溫度裂痕問題除了要做好早期的預防外，我們還要在出現問題后采取及時有效地修補措施。具體的修補措施有以下幾點:第一，表面修補法，適用于結構穩定的、破壞性較小的表面混凝土溫度裂痕的修復。第二，灌漿法，適用于有防滲漏要求的混凝土溫度裂痕的修復。第三，加固法，當混凝土的溫度裂痕影響到建筑的整體結構性能時，就需要采用結構加固法就行修補。第四，置換法，當混凝土損壞嚴重出現大面積溫度裂痕時，就需將原先損壞的混凝土清除，重新澆筑新混凝土。

4 結束語

綜上所述，公路與橋梁工程是關系到國計民生的基礎工程，其質量的好壞與老百姓的生命財產安全息息相關。因此，在施工過程中為避免因混凝土溫度裂痕所帶來的一系列不利影響，公路與橋梁工程的工作人員就務必要做到具體問題具體分析，根據施工現場的具體情況，將混凝土溫度裂痕的控制與處理工作落到實處。

［1］胡尚武.淺談公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫［J］.交通標準化，2007(3):35.

［2］馮理文.淺談公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治［J］.科技與企業，2012(9):244.

［3］張金鋒.試析公路橋梁混凝土施工溫度和裂縫因素［J］.道路橋梁，2015(1):299.

［4］何開云.公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治探討［J］.工程技術，2013(1):91.