大體積混凝土橋梁溫度裂縫控制研究.pdf

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1、施工技術(shù)大體積混凝土橋梁溫度裂縫控制研究劉世偉（浙江天晟交通工程有限公司，浙江金華321032）摘要：大型橋梁溫度裂縫施工控制是橋梁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵。本文分析了大體積混凝土橋梁結(jié)構(gòu)溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，探討了混凝土溫度裂縫的影響因素，并提出了溫度裂縫的防治措施。關(guān)鍵詞：大型橋梁；大體積混凝土；溫度裂縫；防裂措施中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674—3024（2013）08—46—02率要比表面混凝土大。因此，在混凝土中心與表面各質(zhì)點(diǎn)前言間的內(nèi)約束和來自地基及其他外部邊界約束的共同作用近年來，隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅猛發(fā)展，大體積下，混凝土內(nèi)部便產(chǎn)生了壓應(yīng)

2、力，混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，混凝土廣泛應(yīng)用于大型橋梁結(jié)構(gòu)中。大體積混凝土與一般當(dāng)混凝土表面拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝混凝土相比，其溫度應(yīng)力難以控制，容易引起混凝土的開土表面產(chǎn)生裂縫。另外，混凝土體中各相的結(jié)合界面是最裂。大體積混凝土的開裂不僅會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的外觀，還薄弱的環(huán)節(jié)，在外界因素作用下，將脫開而形成截面裂隙將給混凝土結(jié)構(gòu)帶來一系列的劣化效應(yīng)，如降低混凝土結(jié)并發(fā)展成微裂紋，因此在混凝土發(fā)生膨脹時(shí)，混凝土中水構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，影響結(jié)構(gòu)的使用功能和壽命，危害橋泥砂漿與骨料熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致在骨料和水泥砂漿截梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行。隨著我國(guó)交通的迅猛發(fā)展，交通量以

3、面產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力大于骨料和水泥砂漿的黏及荷載的增大，對(duì)橋梁的質(zhì)量也提出了更高的要求，這使結(jié)強(qiáng)度時(shí)，就在水泥砂漿與骨料所形成的界面上產(chǎn)生損傷，得橋梁承臺(tái)、墩身等大體積混凝土的溫控及防裂問題更為并逐漸形成微裂縫?；炷馏w中的微裂紋經(jīng)過會(huì)集、貫通突出。然而，目前我國(guó)在大體積混凝土溫控領(lǐng)域的研究還而形成宏觀裂縫。在降溫階段混凝土體積會(huì)因自身溫度不不夠深入、全面，在工程實(shí)踐中往往依靠工程經(jīng)驗(yàn)，缺乏斷降低而逐漸收縮，同時(shí)在混凝土硬化過程中，由于混凝理論依據(jù)。因此，研究大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫控制問土內(nèi)部拌和水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)材料的膠凝作用，混題具有重要意義。凝土?xí)l(fā)

4、生硬化收縮。由于混凝土內(nèi)部熱量是通過表面向外散發(fā)的，降溫階段混凝土中心部分與表面部分的冷縮程1溫度裂縫的危害度不同，于是在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)約束，同時(shí)地基大體積混凝土橋梁結(jié)構(gòu)因溫度效應(yīng)引起的裂縫問題相及混凝土邊界條件也對(duì)混凝土的收縮產(chǎn)生較大的外約束，當(dāng)普遍，大概占所有工程結(jié)構(gòu)裂縫的80％左右，其危害使得混凝土收縮受到限制，便會(huì)在混凝土中產(chǎn)生很大的溫主要表現(xiàn)為：度收縮應(yīng)力。若此時(shí)的混凝土拉應(yīng)力大于混凝土此齡期內(nèi)（1）影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用功能?；炷两Y(jié)構(gòu)開裂后需的抗拉強(qiáng)度，便會(huì)產(chǎn)生貫穿裂縫。要修補(bǔ)甚至反復(fù)修補(bǔ)，降低了結(jié)構(gòu)的使用功能。（2）降低橋梁結(jié)構(gòu)的剛度。混凝土結(jié)構(gòu)中一

5、旦出現(xiàn)貫穿性裂縫，會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)的剛度降低。（3）降低橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力?；炷两Y(jié)構(gòu)貫穿裂縫或深層裂縫一旦形成，將會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性造成破壞，改變了混凝土結(jié)構(gòu)的受力條件，嚴(yán)重時(shí)可使局部或整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。（4）影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性?；炷两Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后，混凝土內(nèi)部鋼筋在侵蝕性介質(zhì)進(jìn)入后容易銹蝕，混凝土容易腐蝕、碳化、膨脹，使得混凝土的強(qiáng)度降低，影響混凝土的耐久性，降低了結(jié)構(gòu)的使用壽命。圖1大體積混凝土內(nèi)部溫度變化曲線2大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理3大體積混凝土溫度應(yīng)力的發(fā)展過程混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間會(huì)經(jīng)歷升溫和降溫兩個(gè)過程混凝土澆筑后要經(jīng)歷混凝土的水化反應(yīng)、緩慢凝固、（圖1

6、）。在升溫階段，由于混凝土體積大，水泥的水化熱大，逐漸冷卻等發(fā)展過程，其發(fā)展過程可分為以下三個(gè)階段：聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，使得混凝土的內(nèi)部溫（1）早期應(yīng)力階段。為混凝土澆筑初期升溫階段。在度顯著升高，而混凝土表面由于散熱較快，造成較大的內(nèi)這個(gè)階段，混凝土澆筑初期水化作用明顯，產(chǎn)生大量的水外溫差，根據(jù)熱脹冷縮的原理，中心部分混凝土的膨脹速化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度快速升高。隨著混凝土的凝固，46建筑建材裝飾2013年第8期施工技術(shù)其彈性模量也急劇增長(zhǎng)，由于彈性模量的變化，就會(huì)在混5.2合理組織混凝土的施工凝土內(nèi)部形成殘余應(yīng)力?；炷两Y(jié)構(gòu)尺寸越大其受到的約束越大，且整

7、體一次（2）中期應(yīng)力階段。自水化放熱作用基本結(jié)束至混凝性澆筑會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，有可能產(chǎn)生溫度裂縫，因土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止（一般為澆筑后3～4d）。這個(gè)階此混凝土澆筑時(shí)宜分段分層連續(xù)進(jìn)行，使混凝土沿高度段的溫度應(yīng)力主要是由混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引均勻上升，便于混凝土散熱。分層厚度為400～500mm，起的應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，其混凝土彈性模不大于振搗棒長(zhǎng)度的1.25倍，要在下一層混凝土初凝之量有微幅增長(zhǎng)，但變化不是很大。前澆筑上一層，以避免混凝土產(chǎn)生冷縫，增強(qiáng)混凝土的密（3）晚期應(yīng)力階段?；炷镣耆鋮s后的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)性