淺析橋梁大體積混凝土溫度裂縫控制與處理

劉雨

重慶交通大學(xué)

淺析橋梁大體積混凝土溫度裂縫控制與處理

劉雨

重慶交通大學(xué)

溫度裂縫問(wèn)題對(duì)橋梁大體積混凝土的施工工作具有較大的負(fù)面影響，如何對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效控制及處理已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。本文對(duì)溫度裂縫成因進(jìn)行研究，對(duì)其控制及處理措施進(jìn)行闡述，希望為橋梁工程的建設(shè)工作及質(zhì)量提供更多保障。

橋梁大體積混凝土；溫度裂縫；控制處理措施

1 前言

近幾年我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，越來(lái)越多的橋梁工程投入到建設(shè)施工工作中。但是溫度裂縫問(wèn)題在橋梁大體積混凝土建設(shè)施工過(guò)程中屢見(jiàn)不鮮，為了使主梁、承臺(tái)以及橋梁基礎(chǔ)一類構(gòu)件的大體積混凝土施工質(zhì)量得到保障，需要采取適宜的控制處理措施對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行處理，防止設(shè)計(jì)效果及橋梁結(jié)構(gòu)承載力受到影響，下面對(duì)其進(jìn)行具體分析。

2 溫度裂縫成因分析

第一，內(nèi)外溫差的原因。橋梁大體積砼施工作業(yè)結(jié)束后，因?qū)嵝阅懿患训脑驅(qū)е伦陨頍崃繜o(wú)法更好的散出，其內(nèi)部溫度較外部高出很多，換言之其內(nèi)外溫度差異極大，最終導(dǎo)致橋梁大體積砼溫度裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。

第二，約束原因。在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐后人們得知大體積砼外部及自身的約束均為溫度裂縫的成因。例如橋梁大體積砼水泥水化將會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，其內(nèi)部溫度在極短的時(shí)間內(nèi)便會(huì)達(dá)到一個(gè)極高的數(shù)值，進(jìn)而因受熱膨脹的因素導(dǎo)致溫度裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。此外水化熱釋放后，熱量向溫度極低的外部傳遞進(jìn)而出現(xiàn)溫度迅速降低的情況，這種情況將會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫問(wèn)題的加劇。

3 控制措施

3.1 在設(shè)計(jì)時(shí)期對(duì)其進(jìn)行控制

溫度裂縫的控制工作需要從設(shè)計(jì)時(shí)期開(kāi)始著手，下面對(duì)控制措施進(jìn)行具體說(shuō)明：其一，對(duì)溫度應(yīng)力和荷載方面的問(wèn)題進(jìn)行考慮，通過(guò)仿真分析技術(shù)對(duì)砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件溫度進(jìn)行掌握，對(duì)收縮力、溫度應(yīng)力一類的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題進(jìn)行掌握，通過(guò)科學(xué)手段對(duì)其進(jìn)行規(guī)避，防止溫度裂縫問(wèn)題對(duì)大體積混凝土的施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。其二，對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)形式升級(jí)改造。結(jié)合大體積砼的作業(yè)要求，對(duì)約束條件進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使約束應(yīng)力有所下降，為橋梁大體積混凝土施工工作提供更多保障。其三，對(duì)砼澆筑階段內(nèi)外溫差進(jìn)行控制，防止因溫差過(guò)大的原因產(chǎn)生溫度裂縫問(wèn)題，進(jìn)而使砼結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到更多保障。

除此之外若想對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效控制，需要結(jié)合公式完成溫度裂縫控制計(jì)算工作，對(duì)溫度應(yīng)力的極值進(jìn)行了解：外部及自身約束共同對(duì)橋梁大體積砼進(jìn)行作用，能否對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效控制需要對(duì)溫度應(yīng)力極值σ1，max以及溫度下降收縮過(guò)程中的應(yīng)力極值σ2，max的和與砼抗拉強(qiáng)度進(jìn)行比較。溫度應(yīng)力極值σ1，max的計(jì)算公式為：

其中αc、E0、μ、ΔTg,max分別代表膨脹系數(shù)、有效彈性模量、砼泊松比以及砼中心及表面溫度差，同時(shí)人們可以根據(jù)下述公式對(duì)大體積砼外部約束條件下的溫度應(yīng)力極值進(jìn)行計(jì)算：

Tp+Tr-Tf的值便是ΔTmax的取值，Tp、Tr以及Tf便是砼澆筑溫度、砼溫度上升極值以及砼的穩(wěn)定溫度，kR、αc以及E0分別是外部約束系數(shù)、膨脹系數(shù)以及有效彈性模量。結(jié)合計(jì)算公式采取適宜的措施對(duì)溫度裂縫的控制工作進(jìn)行調(diào)整可以使控制工作的針對(duì)性提升，進(jìn)而減少溫度裂縫問(wèn)題出現(xiàn)的可能性。

3.2 施工時(shí)期的控制措施

施工企業(yè)對(duì)橋梁大體積砼進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)可謂是溫度裂縫控制工作的重要時(shí)期，下面對(duì)控制措施進(jìn)行具體闡述：其一，砼材料的選擇。橋梁大體積混凝土的施工階段，人們需要慎重對(duì)待砼材料的選擇工作，例如一些施工企業(yè)為了避免溫度裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)選擇補(bǔ)償收縮混凝土性能極佳的材料進(jìn)行施工，或是選擇高應(yīng)力低收縮松弛砼材料進(jìn)行作業(yè)。其二，對(duì)砼入膜溫度進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，一旦入膜溫度超過(guò)相關(guān)規(guī)定，橋梁大體積砼內(nèi)外溫差過(guò)大便會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫問(wèn)題，此時(shí)施工方需要對(duì)入膜溫度及外部溫差進(jìn)行調(diào)控。其三，砼拌合材料配比的選擇工作對(duì)溫度裂縫控制工作具有重要作用，施工方應(yīng)將低水化熱、高強(qiáng)度的水泥材料當(dāng)作首選，對(duì)級(jí)配合理、導(dǎo)熱性能極佳的材料進(jìn)行合理應(yīng)用，同時(shí)嚴(yán)格遵照砼施工要求進(jìn)行作業(yè)，對(duì)水量進(jìn)行合理控制，防止因水分過(guò)多一類的原因?qū)е滤療峒眲≡黾?，最終可以對(duì)橋梁大體積砼作業(yè)溫度進(jìn)行降低，通過(guò)對(duì)砼材料質(zhì)量的提升以及水灰比的合理控制減少溫度裂縫問(wèn)題出現(xiàn)的可能性。其四，砼作業(yè)開(kāi)始階段便需要對(duì)砼作業(yè)材料溫度進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)通過(guò)上述公式完成溫控計(jì)算工作，聯(lián)系橋梁大體積混凝土的設(shè)計(jì)作業(yè)情況以及作業(yè)要求采取適宜的措施對(duì)問(wèn)題進(jìn)行控制，并對(duì)作業(yè)方案進(jìn)行調(diào)整升級(jí)，為橋梁大體積混凝土的作業(yè)質(zhì)量提供更多保證。

4 處理措施

首先，通過(guò)結(jié)構(gòu)加固技術(shù)對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行處理。一旦溫度裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)造成損害，對(duì)砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面影響，人們便可以通過(guò)結(jié)構(gòu)加固措施對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行解決。噴射砼補(bǔ)強(qiáng)加固、預(yù)應(yīng)力加固等技術(shù)均可以對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效處理，對(duì)大體積砼穩(wěn)定性進(jìn)行提升。

其次，通過(guò)表面修補(bǔ)處理措施進(jìn)行處理。例如大體積砼表面出現(xiàn)溫度裂縫問(wèn)題，且并未對(duì)承載能力產(chǎn)生過(guò)多負(fù)面作用時(shí)，人們應(yīng)用表面修補(bǔ)措施對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行處理，將環(huán)氧膠泥、水泥漿一類的材料涂抹至表面對(duì)該類問(wèn)題進(jìn)行處理。除此之外，若想防止其他各類因素造成的開(kāi)裂，施工方可通過(guò)粘貼玻璃纖維布措施對(duì)溫度裂縫表面進(jìn)行處理。

再次，嵌縫封堵處理措施。在橋梁大體積砼中的溫度裂縫具有較多的種類，對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)需要結(jié)合防滲要求以及實(shí)際情況采取嵌縫封堵處理措施對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行處理，裂縫位置的鑿槽是處理的重點(diǎn)位置，將塑性及剛性止水材料填充其中，通過(guò)封閉處理手段對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行處理，并且具有一定的防水效果。

最后，砼置換措施。若橋梁大體積混凝土的溫度裂縫問(wèn)題十分嚴(yán)重，砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件已經(jīng)出現(xiàn)損壞，可通過(guò)砼置換技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，對(duì)原有受損砼進(jìn)行清除，并將合乎標(biāo)準(zhǔn)的砼材料置換于該處，最終使橋梁大體積砼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到提升。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)適宜的控制處理措施對(duì)橋梁大體積混凝土溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行控制可以對(duì)橋梁整體質(zhì)量進(jìn)行提升。上文已經(jīng)溫度裂縫的成因以及控制處理措施進(jìn)行具體分析，希望我國(guó)橋梁建設(shè)施工單位可以借鑒文中措施對(duì)溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行防治和處理，促進(jìn)橋梁工程整體施工水平的提升，為橋梁今后的使用以及人民的財(cái)產(chǎn)及生命安全提供更多保障。

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