探析公路與橋梁施工溫度及裂縫防治措施

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化水平不斷加快的情況下，經(jīng)濟發(fā)展也為社會的各方面創(chuàng)造了良好的硬件環(huán)境，道路和橋梁等基礎(chǔ)建設(shè)也在飛速發(fā)展，各個地區(qū)在交通工程建設(shè)方面尤其在道路方面的投入不斷加大，橋梁工程設(shè)計施工的改進和管理水平明顯提升，工程質(zhì)量有了質(zhì)的跳躍?；炷潦堑缆泛蜆蛄旱年P(guān)鍵工程材料之一。然而，由于其有機化學(xué)特性，致使其非常容易受到溫度元素的干擾并產(chǎn)生裂縫，這不僅會影響到公路橋梁施工整體結(jié)構(gòu)的一致性和可靠性，還會繼續(xù)給公路橋梁的行車安全帶來風(fēng)險。因此，施工單位必須采取科學(xué)合理的裂縫防治措施，充分保證公路及橋梁的質(zhì)量與安全。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;施工溫度;混凝土結(jié)構(gòu);裂縫防治

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A

0 引言

隨著我國公路與橋梁建設(shè)總量和運營規(guī)模的增加，路網(wǎng)覆蓋區(qū)域不斷發(fā)展，國民對建設(shè)質(zhì)量也明確提出了進一步的規(guī)范。混凝土作為道路橋梁建設(shè)中的關(guān)鍵工程材料之一，由于其自??身的特性，極易受到施工溫度等多種因素的干擾，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，不僅破壞公路與橋梁建設(shè)的整體結(jié)構(gòu)，更有可能降低工程的使用壽命，致使公路橋梁的橋梁特性降低，從而給交通出行的安全系數(shù)和暢通性帶來不利影響。所以施工單位必須深入了解混凝土構(gòu)件引起的溫度裂縫的原理，詳細分析施工溫度與裂縫之間的客觀現(xiàn)實，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，盡量減少裂縫的發(fā)生。這樣做能夠為公路與橋梁工程的整體結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)固提供有效的保障，并促進我國路橋建設(shè)的平穩(wěn)發(fā)展。

1 公路與橋梁混凝土溫度裂縫介紹

1.1 公路與橋梁混凝土裂縫的三大類型

在公路與橋梁工程的運營過程中，混凝土受到工程施工溫度等因素的干擾，會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。在公路與橋梁大體積混凝土工程中，由于溫差造成的構(gòu)件裂縫概率較高，其總寬度通常超過0.3毫米?；炷凉こ讨谐Ｒ姷臏囟攘芽p包括表面裂縫、深層裂縫和周圍裂縫三大類型。其中，大部分表面裂縫發(fā)生在混凝土澆筑后1天上下，這種現(xiàn)象主要呈現(xiàn)無規(guī)律的縱橫交錯分布特征。當澆筑后的混凝土在15天時間左右，會出現(xiàn)深層次的縫隙或平行面的穿孔縫隙。穿縫方向與主筋平行，嚴重危害公路與橋梁鋼筋混凝土的安全系數(shù)和穩(wěn)定性。因此，有必要對混凝土引起的溫度裂縫進行詳細分析。

1.2 公路與橋梁的施工溫度對裂縫產(chǎn)生的影響

（1）混凝土工程受溫度和地應(yīng)力影響而產(chǎn)生裂縫。溫度壓力是導(dǎo)致公路與橋梁出現(xiàn)裂縫的主要因素，造成溫度壓力的因素是水泥混凝土在澆筑和排熱后30天內(nèi)釋放出大量的水化熱，這將明顯損害混凝土的彈性模量，并造成非常強的壓力作用。在混凝土除熱初期，彈性模量的變化并不顯著，但隨著溫差的增大，應(yīng)力的影響越來越顯著。在溫度和壓力的直接影響下，混凝土工程會產(chǎn)生變形現(xiàn)象，并在受到邊界約束的情況下產(chǎn)生約束應(yīng)力，從而產(chǎn)生間隙。除此之外，假如混凝土內(nèi)部有著非常顯著的非線性應(yīng)力作用，其邊界約束的情況又不樂觀，那么混凝土內(nèi)部構(gòu)件則會出現(xiàn)溫度應(yīng)力。

（2）混凝土工程受水化熱原因的干擾時，會出現(xiàn)裂縫。混凝土混合料中的水泥材料會形成大量的水化熱現(xiàn)象，水化熱在使用過程中會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部構(gòu)件的溫度迅速提高。一旦水化熱的熱量沒有立即耗盡，且工程的施工環(huán)境溫度低于平常地表溫度，混凝土內(nèi)部構(gòu)件的里外溫差就會顯著增大，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

（3）混凝土構(gòu)件因工作溫度的變化而受到損害并出現(xiàn)裂縫。在公路與橋梁混凝土工程施工過程中，如果工作溫度發(fā)生明顯變化，將對混凝土構(gòu)件造成很大危害。當混凝土構(gòu)件的壓力作用增大，超過混凝土抗壓強度的工作能力時，公路與橋梁就會產(chǎn)生裂縫。

2 公路與橋梁施工中溫度裂縫防治措施

2.1 合理控制混凝土和混合料配比

在公路與橋梁施工過程中，為了更好地避免溫差的發(fā)生，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況，改進混凝土和混合料的配合比。在明確混凝土混合料的成分和實際用量時，應(yīng)從多方面把握工程項目的具體要求、公路梁橋的設(shè)計方案以及安裝規(guī)范等指標，尤其是在選用水泥規(guī)格時，要保證混凝土的硬度、抗彎剛度等特性，必須符合操作規(guī)程。除此之外，還要盡量減少化熱的產(chǎn)生量，選用低水化熱的混凝土，避免出現(xiàn)溫度裂縫現(xiàn)象。

目前，許多路橋施工單位都在混凝土混合料中加入適當?shù)臏p水劑，以免混凝土出現(xiàn)裂縫。混凝土減水劑的種類很多，因此應(yīng)根據(jù)混凝土工程施工規(guī)程和現(xiàn)場試驗明確減水劑的種類和用量，以減少對水泥的需求，從而達到降低水化熱、避免混凝土裂縫的目的。另外，根據(jù)公路與橋梁的具體情況，可在混凝土混合料中加入適當?shù)慕饘倮w維，以提高公路與橋梁的抗裂能力，從而降低混凝土發(fā)生裂痕的概率。

2.2 公路與橋梁施工過程中的溫度控制措施

（1）設(shè)置測溫管。在公路與橋梁混凝土施工過程中，施工單位應(yīng)加強對工程施工環(huán)境溫度的檢測，便于及時采取降溫或保溫措施，防止公路與橋梁出現(xiàn)裂縫。因此，施工單位應(yīng)根據(jù)混凝土及水泥的澆筑量和路橋總面積，將混凝土構(gòu)件分為上、中、下三層，并安裝適當數(shù)量的測溫管，詳細記錄公路與橋梁施工的工作溫度和預(yù)制構(gòu)件的內(nèi)部溫度等，得出檢測結(jié)果。當發(fā)現(xiàn)混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差超過25攝氏度時，應(yīng)立即采取控溫措施，防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

（2）合理選擇混凝土澆搗攤鋪工藝。在水泥混凝土澆筑過程中，施工單位應(yīng)根據(jù)具體情況采用連續(xù)推移澆筑或分層澆筑方法，混凝土的澆筑應(yīng)當連續(xù)進行，防止出現(xiàn)裂縫。在混凝土攤鋪施工過程中，施工單位要嚴格按照操作規(guī)范的規(guī)定控制攤鋪厚度。在使用泵送方式運輸混凝土?xí)r，攤鋪的厚度不應(yīng)超過60厘米;如采用其他混凝土運輸方式，一般攤鋪厚度不應(yīng)超過40厘米。施工單位要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，切實制定混凝土澆筑施工流程，提高資源配置的合理化水平，確保各工序的順暢銜接?；炷翝仓瓿珊?，施工單位可根據(jù)二次振動的強度，排出混凝土中的氣體和多余水分，確?；炷凉こ痰目箟簭姸冗_到設(shè)計規(guī)范。

（3）公路與橋梁施工的降溫和保溫措施。在夏季或其他高溫標準下進行混凝土施工（準備、運輸、澆筑）時，施工單位應(yīng)采取有效的溫度控制措施。例如，可采取洗滌降溫工作，降低混凝土混合料中砂石的溫度，同時可設(shè)置遮陽篷，防止混凝土因陽光照射而溫度升高。除此之外，混凝土在運輸期間，應(yīng)嚴格控制運輸間隔與時間，對運輸進行遮光降溫措施。另一方面，施工單位應(yīng)有效控制混凝土分層的厚度，以利于混凝土內(nèi)部熱能的快速釋放。在澆筑混凝土?xí)r，要選擇低溫夜間或早晚時間段完成施工進度，繞過下午高溫時段，盡量降低混凝土入模時的溫度，防止混凝土溫度裂縫的形成。

公路與橋梁工程施工應(yīng)盡量避免嚴寒溫度，防止混凝土由于內(nèi)外溫差過大而引起強烈拉應(yīng)力而導(dǎo)致路面開裂。如受工程工期等客觀原因限制，公路與橋梁的現(xiàn)澆混凝土必須在較低的溫度標準下進行。施工單位應(yīng)盡量減少混凝土在泵送管內(nèi)停留的時間，并要對混凝土的入模溫度進行多次測量，以確保其溫度超過5攝氏度，防止混凝土快速冷卻硬化而堵塞管道，以至于對澆注作業(yè)的連續(xù)性產(chǎn)生危害作用。另外，在冬季相對低溫的情況下，混凝土的初凝時間一般為8至11小時，終凝時間為12至15小時。因此，施工單位必須準確控制收尾工作的開始時間，凝固前用木抹搓平2遍，然后用鐵抹再次夯實，合理避免混凝土工程表面出現(xiàn)裂縫。施工單位也應(yīng)有效控制拆除模具的時間，避免混凝土構(gòu)件出現(xiàn)掉角、粘膜等問題。

2.3 公路與橋梁養(yǎng)護過程中的溫度控制措施

（1）合理選擇養(yǎng)護措施。公路與橋梁混凝土澆筑完成以后，施工單位應(yīng)根據(jù)工作溫度等因素，采取有效的養(yǎng)護措施。夏季環(huán)境溫度較高時，可采用灑水養(yǎng)護方法。如果工作溫度低，應(yīng)立即用薄膜或其他保溫材料覆蓋，進行保溫養(yǎng)護。

（2）設(shè)置冷卻管進行降溫?；炷翗?gòu)件澆筑完成后，其內(nèi)部會釋放大量熱量，導(dǎo)致公路與橋梁環(huán)境溫度顯著升高。夏季工作溫度高，混凝土溫度升高較明顯，不可能立即開始降溫。為更好地避免由于混凝土構(gòu)件而造成的溫差，施工企業(yè)可提前在混凝土構(gòu)件中設(shè)置冷卻管以降低溫度?；炷翗?gòu)件澆筑后，若公路與橋梁環(huán)境因放熱而溫度明顯升高，可打開冷卻管閘閥，利用冷卻管將流水導(dǎo)入混凝土構(gòu)件之中，其溫度可在短時間內(nèi)迅速降低，然后通過冷卻管從出口排出流動的水。另一方面，在工程施工過程中，應(yīng)有效控制滲水溫度和水流速度。一般來說，滲水溫度應(yīng)控制在10攝氏度以內(nèi)，水流速應(yīng)控制在1 500 L/h。同時，應(yīng)科學(xué)合理地挑選水口位置，避免自來水排放時對混凝土構(gòu)件或其他構(gòu)件造成傷害。公路與橋梁維護后，應(yīng)及時采用注漿、真空壓漿等方式將冷卻管充填緊密，以保證混凝土構(gòu)件的硬度和完整性不受影響。

2.4 改善混凝土構(gòu)件的約束條件

在公路與橋梁工程施工過程中，建設(shè)單位應(yīng)科學(xué)合理設(shè)置伸縮縫，避免混凝土工程因熱脹冷縮產(chǎn)生熱應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)裂縫。同時，施工單位要加強對路基工程平整度的檢查，提高混凝土構(gòu)件的抗壓強度和抗壓能力，提高施工流程配置的合理性，盡量避開公路橋梁側(cè)面構(gòu)件不會暴露在空氣中的時間，同時改進混凝土工程的約束條件也是降低建筑裂縫概率的有效途徑。除此之外，施工單位應(yīng)進一步加強公路橋梁的日常養(yǎng)護管理辦法，及時處理建筑裂縫，并采取相應(yīng)的整改養(yǎng)護措施，確保路橋整體結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)和穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

現(xiàn)階段我國公路橋梁混凝土施工技術(shù)比較完善與成熟，并且積累了大量的建筑和施工經(jīng)驗?？蒲腥藛T要進一步加大科研范圍，詳細分析公路橋梁工程縫隙與施工環(huán)境溫度的關(guān)系，明確工程施工溫度控制的關(guān)鍵現(xiàn)實意義。路橋施工單位要從多方面了解工程現(xiàn)場的氣候特點和溫度變化，提高混凝土配比設(shè)計方案的合理性，并按照設(shè)計標準控制混凝土混合料的性能和用量。在工程施工過程中，要嚴格執(zhí)行操作規(guī)范，科學(xué)合理的制定現(xiàn)澆混凝土加工流程，加強工程施工溫度監(jiān)測。

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作者簡介：章桂菊（1978—），女，江西余干人，大專，助理工程師，研究方向：公路與橋梁。