基于鐵路特大橋梁施工中混凝土溫度應(yīng)力監(jiān)控探微

劉藝

網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及物流行業(yè)的快速進(jìn)步使得區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)與文化的交流更加頻繁。為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的交通需求，近些年來，鐵路重大橋梁的施工得到了大力的發(fā)展。為了提高工程質(zhì)量，將其使用價(jià)值發(fā)揮到最大化，相關(guān)研究人員對(duì)施工過程中涉及到的施工技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，尤其在對(duì)于溫度應(yīng)力的控制方面取得了良好的研究成果。

一、鐵路特大橋梁溫度應(yīng)力概述

混凝土是橋梁施工的主要施工材料，混凝土需要各種砂石材料按照嚴(yán)格的比例結(jié)構(gòu)完成配比。在完成混凝土的澆筑工作后，混凝材料可能會(huì)在空氣溫度與濕度的影響下出現(xiàn)一定的水熱變化。此外，由于特大鐵路橋梁屬于大型施工項(xiàng)目，它的整體規(guī)模較大，所以混凝土澆筑層通常都很厚，水熱變化也會(huì)隨著混凝土的厚度發(fā)生相應(yīng)的變化，導(dǎo)致內(nèi)外出出現(xiàn)明顯的溫度差異，這也就是混凝土施工過程中存在的溫度應(yīng)力問題。在出現(xiàn)溫度應(yīng)力的初級(jí)階段，溫度變化對(duì)于混凝土路面的影響并不嚴(yán)重，但是隨著時(shí)間的不斷推移，在外界作用和內(nèi)部溫度應(yīng)力的共同影響下，混凝土內(nèi)部的抗拉強(qiáng)度將逐漸失去對(duì)溫度應(yīng)力的控制和阻擋能力，這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致橋梁路面出現(xiàn)裂紋、破損等問題，給后期的工程維護(hù)和維修帶來巨大的不便。

另外，通過大量的工程經(jīng)驗(yàn)可知，在對(duì)特大橋梁工程進(jìn)行后期維護(hù)的過程中，養(yǎng)護(hù)溫度也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一定的溫度應(yīng)力。比如在后期維護(hù)的溫度較高時(shí)，混凝土的彈性模量就會(huì)出現(xiàn)快速的增長，但是為了將這種增長控制在一定的范圍之內(nèi)，防止對(duì)工程質(zhì)量造成影響，就一定要通過相關(guān)的施工措施盡量將溫度調(diào)低。在這個(gè)過程中，養(yǎng)護(hù)溫度的升高將會(huì)與控制溫度的不斷降低形成一種反差，這種內(nèi)外溫度所差生的應(yīng)力也是影響混凝土施工水平的重要原因之一?？梢?，減小混凝土內(nèi)外層的溫度差異，將溫度應(yīng)力控制在合理大范圍之內(nèi)是非常必要的。

二、溫度應(yīng)力計(jì)算系統(tǒng)的使用

（一）溫度應(yīng)力檢測(cè)裝置的構(gòu)成

由于混凝土層的厚度以及溫度變化的不可控制性，通過人為的方式控制混凝土的溫度應(yīng)力是非常困難的。近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們逐漸計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到混凝土溫度應(yīng)力的控制當(dāng)中，生成了全新的溫度應(yīng)力控制系統(tǒng)。比如在豐臺(tái)橋梁廠建造的某次橋梁工程中，就使用了20kb存儲(chǔ)量的AT89C52，單片機(jī)以及AT29C040大容量存儲(chǔ)器以及其它各種硬件組織設(shè)置了溫度應(yīng)力檢測(cè)裝置。在后來的施工過程中，又逐漸興起了DSI8B20溫度傳感器、手持式轉(zhuǎn)儲(chǔ)機(jī)、以及更加專業(yè)的計(jì)算機(jī)溫度應(yīng)力檢測(cè)軟件。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用，溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的使用更加普及和普遍。這項(xiàng)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)主要由DS12887終端電子程序、大容量的存儲(chǔ)程序、專業(yè)的數(shù)據(jù)處理程序以及其它各種自子程序共同組成。在進(jìn)行使用的過程中，工作人員需要注意收集數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)都需要重復(fù)采收5次樣本，并將這5次所得出的平均值作為最終的采樣值。在完成采樣和計(jì)算總結(jié)之后，將這些溫度數(shù)據(jù)值確切的對(duì)應(yīng)到具體的時(shí)間點(diǎn)上，并利用AT29C040大容量存儲(chǔ)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。

（二）溫度應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值

使用溫度應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，施工人員可以對(duì)混凝土箱梁中各個(gè)檢測(cè)位置的溫度及進(jìn)行持續(xù)性的檢測(cè)和監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上生成準(zhǔn)確的混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度變化曲線圖。這樣一來，施工人員就可以明確當(dāng)前的位置的水熱變化情況，并在此基礎(chǔ)上提出合理的溫度應(yīng)力控制的建議。同時(shí)所得到的溫度應(yīng)力數(shù)據(jù)情況也可以為今后同種類型的特大類型橋梁施工提供借鑒和指導(dǎo)，幫助有效的節(jié)省工程進(jìn)度以及不必要的工程花費(fèi)。

值得注意的是，為了保證溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所得到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確化，施工人員一定要在承混凝土施工層的中心平面位置全面、平均的分布測(cè)量點(diǎn)。同時(shí)為了確保所得到的溫度就是混凝土內(nèi)部真是的應(yīng)力情況，施工人員在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一定要注意將監(jiān)測(cè)設(shè)備的溫度誤差降到最低，在日常生活中需要進(jìn)行頻繁的數(shù)據(jù)系統(tǒng)及設(shè)備的維護(hù)。在混凝土的溫度達(dá)到最高值之前，需要每間隔2個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次溫度檢測(cè)。在最高值出現(xiàn)之后，混凝土的溫度逐漸下降，并逐漸趨于穩(wěn)定，這時(shí)需要每間隔4小時(shí)進(jìn)行一次溫度值的檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)間通常需要持續(xù)5-7天，在這之后可以將適當(dāng)?shù)慕档捅O(jiān)測(cè)頻率。

三、混凝土溫度應(yīng)力監(jiān)控的施工要求

為了將溫度應(yīng)力所產(chǎn)生的不良影響降到最低，除了要準(zhǔn)確的使用溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之外，還要相應(yīng)的提高施工人員的工作能力和水平。

首先，在進(jìn)行混凝土材料選購和配比調(diào)節(jié)的過程中，施工人員應(yīng)該充分明確橋梁施工的目的和意義，并準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)橋梁的承受能力，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)各種材料的比例結(jié)構(gòu)。為了確保材料配比的合理性，需要進(jìn)行嚴(yán)格的材料質(zhì)量檢測(cè)工作，尤其要注意控制混凝材料的含水量。

其次，在接下來的混凝土建筑環(huán)節(jié)，施工人員需要對(duì)混凝土澆筑地點(diǎn)的其它材料，比如鋼筋構(gòu)架、預(yù)埋件等進(jìn)行細(xì)致的檢查，這樣可以將后期維護(hù)中出現(xiàn)問題的可能性降低，節(jié)省開銷。

施工單位應(yīng)該定期組織施工人員參加施工技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)。提高施工人員澆筑混凝土的能力以及使用全新的溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)的能力。同時(shí)，為了有效的規(guī)范施工人員的工作行為，施工單位應(yīng)該制定嚴(yán)格的施工技術(shù)規(guī)范，并對(duì)施工人員的施工行為進(jìn)行全面的監(jiān)督。比如，在施工過程中，需要嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)的要求，并遵從相應(yīng)的厚度、方向等順序進(jìn)行混凝土的澆筑，澆筑過程應(yīng)該盡量保持連續(xù)，否則澆筑層內(nèi)的溫度差異情況將有可能加劇，導(dǎo)致混凝土層內(nèi)部出現(xiàn)更加嚴(yán)重的溫度應(yīng)力問題。另外在進(jìn)行施工的過程中，施工人員需要及時(shí)的清理混凝土澆筑面及附近的雜物和積水，避免對(duì)施工質(zhì)量造成影響。

最后，為了將混凝土中的溫度應(yīng)力降到最低，施工單位應(yīng)該不斷引進(jìn)全新的施工技術(shù)，盡量加大在這一方面的成本花費(fèi)。除了引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)之外，還要注意吸納更多的專業(yè)人才?，F(xiàn)如今，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，工程軟件中的科技含量也在逐漸提高。比如智能化數(shù)字傳感器技術(shù)以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)技術(shù)等都已經(jīng)在土木工程的施工中發(fā)揮出了巨大的作用和價(jià)值。

結(jié)語

綜上所述，鐵路特大橋梁的施工量近年來逐漸增加，對(duì)于混凝土溫度應(yīng)力的控制與調(diào)節(jié)是保證工程質(zhì)量和橋梁使用安全的關(guān)鍵性技術(shù)之一。為此，相關(guān)工作人員一定要提高相應(yīng)的溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)技能，并嚴(yán)格按照工程規(guī)范進(jìn)行施工，將溫度應(yīng)力所引發(fā)的橋梁使用風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

（作者單位：中鐵四局集團(tuán)第八工程分公司）