公路和桥梁混凝土的施工温度和裂缝防治措施

公路和桥梁混凝土的施工温度和裂缝防治措施

付学问

湖南省高速公路集团有限公司

摘要：公路桥梁混凝土裂缝的形成与温度因素有着内在联系，在施工准备阶段需要优化混凝土配合比，严控水泥、水、砂石等材料的用量；在施工阶段要重视各项降温措施的及时应用，确保混凝土构件内外温差在25℃左右；在养护阶段要根据混凝土施工规模大小选择恰当的方法，做好混凝土内部结构温度监测。此外，施工单位需要密切关注项目所在地的气候特点与温度变化走势，厘清温度与混凝土裂缝产生的关系，从科学施工着手，保障公路桥梁混凝土构件的稳定性与安全性。

关键词：公路和桥梁混凝土；施工温度；裂缝防治措施

1制定公路和桥梁混凝土施工温度控制策略

1.1精选公路和桥梁混凝土施工季节和时间

在公路和桥梁混凝土施工中，选择适宜的施工季节和时间至关重要。混凝土的固化过程受到环境温度的显著影响，过高或过低的温度都可能导致混凝土内部产生应力，从而引发裂缝。例如，在炎热的夏季施工，混凝土表面可能会快速失水，导致表面与内部的温差增大，进而产生温度裂缝。据研究，当混凝土浇筑后的温降超过25℃时，就可能产生温度应力裂缝。因此，一般建议在春秋季节，气温较为温和且湿度适中的时期进行混凝土施工，以降低温度应力的影响。

此外，施工时间的安排也需要考虑。在一天中，早晚温度相对较低，选择这些时段进行浇筑可以有效减小温差。例如，某大型桥梁项目在夏季施工时，通过调整浇筑时间至凌晨和傍晚，成功降低了因高温引起的混凝土裂缝发生率。同时，施工团队应根据天气预报，避开可能出现极端温度的天气条件，以确保混凝土的质量和结构稳定性。

1.2合理使用温度调节材料

在混凝土施工中，使用温度调节材料是控制混凝土温度变化、预防裂缝的重要手段。这些材料，如相变材料和温控纤维，能够吸收或释放热量，以平衡混凝土内部与外部的温差。例如，PCM可以在混凝土硬化过程中释放预存的热量，降低冷却速率，从而减少由于温度急剧变化导致的应力裂缝。此外，温控纤维可以改善混凝土的热膨胀性能，减少由于温度变化引起的体积变化，进一步防止裂缝产生。在一项研究中，使用了温控材料的混凝土结构，其裂缝发生率降低了约30%。

在实际工程中，如某大型桥梁建设中，施工团队就采用了温度调节混凝土，通过监控数据显示，混凝土内部的温度波动幅度减少了近50%，显著降低了因温度应力导致的裂缝。这不仅保证了工程的质量，还节省了因修复裂缝而产生的额外成本。因此，温度调节材料的应用对于提高公路和桥梁混凝土施工的质量和耐久性具有重要意义。

1.3合理采用温度控制技术

在公路和桥梁混凝土施工中，温度控制技术是防止和减少裂缝产生的重要手段。例如，通过采用温度感应元件实时监测混凝土内部和表面的温度变化，可以精确预测温度应力的产生，从而调整施工方案。此外，使用温控混凝土外加剂，如缓凝剂或早强剂，可以在高温或低温环境下调整混凝土的硬化速度，以减小温度变化对混凝土结构的不利影响。

2制定预防公路和桥梁混凝土裂缝施工措施

2.1设计团队应该充分考虑结构的热膨胀系数及预期的温差，从而降低由温度变化引起的应力

在设计阶段预防混凝土裂缝的策略是至关重要的，因为预防胜于治疗。设计团队应充分考虑结构的热膨胀系数和预期的温差，以减少因温度变化产生的应力。例如，通过采用温度缝设计，允许结构在膨胀或收缩时有适当的位移空间，从而避免裂缝的产生。此外，优化配筋布置，合理设置温度筋，可以有效地分散温度应力，防止集中应力导致的裂缝。

在一些大型基础设施项目中，设计阶段的预防措施已经得到了验证。比如，中国某大桥在设计初期，通过建立详细的温度场模拟模型，预测了不同季节和时段的温度变化，据此设置了合理的温度缝和配筋策略。施工后，实际观测到的裂缝数量和严重程度都明显低于预期，证明了设计阶段预防策略的有效性。同时，设计阶段也应考虑采用高性能混凝土，这种混凝土具有更低的热膨胀系数和更高的抗裂性能。

2.2公路和桥梁采用预应力技术

预应力技术是预防混凝土裂缝的重要策略之一，尤其在大型公路和桥梁建设中应用广泛。预应力混凝土通过在混凝土成型前对钢筋或预应力筋施加拉力，预先产生压应力，以抵消混凝土在使用过程中可能出现的拉应力，从而减少或避免裂缝的产生。

在设计阶段，预应力技术可以通过有限元分析模型预测混凝土结构在不同工况下的应力分布，从而优化预应力筋的布置和张拉力。此外，预应力筋的选择和施工工艺的精确控制也是确保裂缝控制效果的关键。例如，通过精确控制预应力筋的张拉过程，可以将张拉力控制在设计值的±1%以内，有效减少因应力不均导致的裂缝。

在施工过程中，采用预应力技术需要严格监控和调整，确保预应力的传递有效且均匀。同时，对于预应力结构，还需要进行后处理阶段的裂缝监控，以便及时发现并处理可能出现的裂缝。

尽管预应力技术能有效预防混凝土裂缝，但其应用也需考虑成本和复杂性。因此，工程实践中往往需要通过综合评估，结合其他如温度控制、材料选择等措施，以实现最佳的裂缝防治效果。

2.3公路和桥梁施工过程中的裂缝控制

在施工过程中，裂缝控制是混凝土工程质量的关键环节。混凝土裂缝不仅影响结构的美观，更可能降低结构的承载力和耐久性。例如，温度应力引起的裂缝在混凝土硬化过程中常见，当温差过大，混凝土内部会产生巨大的应力，若超过材料的允许应力，就会产生裂缝。因此，施工时应根据设计规范，预留足够的温度伸缩缝，并采用温度传感器实时监测混凝土内部温度变化，确保温差控制在安全范围内。

施工过程中的操作也至关重要。浇筑过程中应确保混凝土的均匀性，避免局部过热或冷却过快。此外，采用分层浇筑和缓慢冷却的方法，可以有效减小温度应力。

预应力技术是预防裂缝的另一有效手段。通过预设的拉应力，可以抵消混凝土在硬化过程中产生的部分拉应力，从而减少裂缝的发生。在一项住宅建设项目中，应用预应力技术，使得结构在承受相同荷载时的裂缝宽度减少了40%，证明了这种方法的高效性。同时，合理的养护也是控制裂缝的关键。根据混凝土的水化反应原理，适当的湿度和温度条件可以促进混凝土的均匀硬化，减少因收缩不均导致的裂缝。例如，采用保湿养护膜或蒸汽养护，可以创造理想的养护环境，有效抑制早期裂缝的产生。

总的来说，施工过程中的裂缝控制需要从多角度综合考虑，结合理论分析、现场检测和实践经验，采取针对性的措施，以实现混凝土结构的长期稳定和安全。

3结束语

综上所述，混凝土是公路桥梁工程建设的重要组成部分，其主要成分是集料、水泥、掺合料和水等，具有较好的刚性和稳定性，非常符合公路桥梁工程的耐久性要求。但是，随着工程规模的不断扩大，混凝土结构受温度影响显著，如果温度控制不当，必然会出现应力裂纹，影响工程的稳定和安全。因此，在公路桥梁混凝土施工过程中，必须对温度进行控制，对温度进行有效地预防和控制，对保证公路桥梁工程的完整性具有重要意义。

参考文献

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