公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治

胡亞東 李俊義

摘要：隨著公路橋梁工程的迅猛發展，工程施工技術不斷提升，施工工藝也逐漸復雜，加大了施工難度。尤其對于公路橋梁混凝土施工中，如果施工溫度控制不當就極易出現裂縫，從而降低混凝土的強度，縮短公路橋梁使用壽命，也不利于公路橋梁工程的安全性和穩定性。本文分析混凝土施工中的溫度應力，同時分析了混凝土裂縫的形成原因，并結合實踐經驗出了有效防治混凝土施工溫度和裂縫的相關措施，希望能夠有助提高公路橋梁混凝土施工質量，保障路橋工程的安全穩定。

關鍵詞：公路橋梁;混凝土施工;溫度與裂縫

隨著我國經濟的不斷增長，公路橋梁建設投入力度不斷加大，路橋施工規模和施工范圍也不斷擴大，但是，路橋施工的主體并沒有發生質的改變，仍然以混凝土為主。混凝土主要以水泥、沙子、石子和水等，所以這就決定了在施工中混凝土容易受到外界溫度的影響，從而發生熱脹冷縮，產生裂縫，不利于混凝土結構的穩定性，對路橋工程質量和使用安全都會造成嚴重影響。所以，現在對混凝土施工溫度和裂縫的成因進行研究，并予以防治具有重要的現實意義。

1 路橋混凝土施工中溫度應力分析

混凝土結構施工時路橋施工中的重要部分，實際操作中，溫度對混凝土產生的應力作用主要表現在三個階段：首先，混凝土中的水泥散熱完成，該階段屬于第一階段，該階段持續的時間大概是30天左右，該階段溫度應力主要是由于水泥散熱之后，該熱量與混凝土相互作用而導致混凝土變形時產生的應變力;其次，水泥散熱完成后直至混凝土的溫度處于穩定狀態，該階段為第二階段，該應變力主要是由于混凝土冷卻過程中由溫差而產生的應變力，該階段的應變力會與第一階段中產生的溫度應力殘余進行疊加;最后，待混凝土的溫度穩定之后，會進入運轉階段，該階段為溫度應力的第三個階段，其主要來源為環境溫差，并且會與前兩個階段中的溫度應力殘余進行疊加。

混凝土結構中其溫度應力類型主要有兩類：自生應力和約束應力。其中，自生應力產生的條件是混凝土內部溫度要與非完全靜止的結構呈現非線性的分布，如此一來，混凝土結構內部產生應力，從而相互約束;而約束應力的產生主要是由外部外徑變化影響而產生的，由于混凝土結構穩定之后，其邊界以及全部主體就不能再進行自由形變，從而產生約束應力。工程施工中，兩種應力都會與混凝土干縮所產生的應力進行疊加，從而對混凝土結構產生影響。基于此，在施工中一定要對溫度應力進行分析，降低其對混凝土結構的不利影響。

2 混凝土裂縫的形成原因分析

路橋工程施工，其混凝土結構容易出現裂縫，從而影響到工程主體結構的穩定，長期使用后必然會釀成更大禍患，危害行車安全。長期工作經驗表明，導致路橋混凝土結構產生裂縫的主要影響因素就是施工材料和施工溫度。

其中材料因素對裂縫的影響主要是由于，制作混凝土所用的主要材料的質量或者是材料配比不合理等。如果配比不合理的話，就會在混凝土澆筑完成后，其內部水分不易蒸發，如果水分過少的話，石子和水泥就不容易進行融合，從而導致混凝土結構整體穩定性較差，在受到壓力沖擊作用下就會產生裂縫。

溫度對混凝土結構裂縫的主要影響在于，由于混凝土澆筑完成后，混凝土結構將會散發較高熱量，混凝土內部溫度升高會導致應力的出現，在面對較低外界溫度時會形成溫度差，從而導致混凝土表面的拉應力增加，導致出現裂縫。相反，如果外界溫度高，而混凝土內部溫度低時也會產生一定的應力，早期和晚期的應力都是導致混凝土結構產生裂縫的重要原因，應力的存在會影響到混凝土結構的整體穩定性。

3 有效防治混凝土溫度與裂縫的措施

3.1 做好前期準備工作

在混凝土施工之前，一定要做好準備工作，為保證混凝土施工質量、避免裂縫產生奠定堅實基礎。首先，嚴格按照路橋混凝土結構施工要求，嚴格選購質量合格的原材料，并科學控制原材料的配比，保證材料比例符合施工要求。在制作混凝土過程中要保證水質，不能采用污水;其次，施工前要清楚掌握施工區域的環境、氣候以及地質條件等，并且要對水泥質量進行多次檢驗，可以根據實際需求融入適當的膨松劑，并注意混凝土要現用現配。

3.2 做好溫度控制

做好溫度控制是保證混凝土結構施工質量的重要因素。首先，必須避免低溫施工，在溫度較低的環境下進行混凝土施工容易會內外溫差過大而導致拉應力的增加，從而影響混凝土結構的穩定;其次，也要避免在高溫環境下進行混凝土施工，如果一定要在高溫天氣施工，則要嚴格控制混凝土層的厚度，加速混凝土的冷卻;最后，實際施工中要做好溫度檢測工作，其主要是對混凝結構的不同部位進行溫度檢測并進行科學控制，有效避免出現過大溫差。在檢測中一旦發現溫差過大，要及時采取相關措施進行處理，保證溫差處于合理范圍內，一般情況下，內外溫差不能低于25度。另外，在完成混凝土澆筑后，要選擇合適時機進行模板拆除，避免外表溫度驟變，防止裂縫出現。

3.3 在混凝土內部合理放置冷卻管

夏季施工時需要對其進行快速冷卻，從而及時降低混凝土的溫度，在具體施工中可以通過在混凝土內部放置冷卻管的方式來對對混凝土進行冷卻，實踐證明該方式效果較好。在完成混凝土澆筑后，再打開冷卻管的閥門，從而通過水質的流動將混凝土散發的熱量帶走，從而達到降溫的目的。

3.4 要科學處理施工縫

在混凝土施工中可以通過科學設置施工縫的方式來有效降低溫度對混凝土結構的影響，增強工程主體強度，保證工程質量。實際操作中可以在澆筑之前利用模板和泡沫對其進行隔離，澆筑完成后在將其取出，然后用瀝青對縫隙進行填充。如此一來，外界周圍環境的變化都不能對混凝土結構產生嚴重影響，減少伸縮空間。可見，施工縫對混凝土結構裂縫的防治作用較好。

3.5 科學設計路橋工程路基坡度

在進行路橋設計時，一定要科學設計路基坡度。平整路基有利于提高其抗裂能力，相反，如果坡度過大的話就會降低路橋面的抗裂能力，混凝土的抗約束力也會相應降低，導致裂縫出現，對混凝土結構的安全穩定造成不良影響。

結束語：

綜上所述，當前我國路橋事業發展迅速，路橋規模不斷擴大，路橋設計也相對復雜，從而對混凝土結構也提出了更高的要求。混凝土施工質量容易受到環境溫度的影響，極易產生裂縫，威脅到路橋工程的安全和穩定。在具體施工中，一定要做好施工前的準備工作、做好溫度控制，可以通過在混凝土結構內部放置冷卻管、設置施工縫的方式來降低溫度變化對結構性能的影響，另外，在路橋設計中，一定要避免路基坡度過大，從而有效提高混凝土結構的穩定性，減少裂縫產生，促進我國路橋事業的進一步發展。

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