刍议桥梁施工中大体积混凝土梁的裂缝控制

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摘 要：对于桥梁施工工程来说，出现裂缝是需要解决的重要问题，因为有的裂缝会对整个桥梁安全产生巨大的影响，所以对于桥梁施工工程来说，必须把握好裂缝的控制，文章从这个角度出发，首先对桥梁施工工程中大体积混凝土裂缝产生的原因进行了具体的分析讨论，最后着重的对混凝土梁的裂缝控制进行了详细的分析。

关键词：桥梁施工；混凝土梁；裂缝控制

1 桥梁施工中大体积混凝土梁裂缝出现的原因分析

1.1 混凝土受影响产生收缩

首先混凝土产生收缩主要就是在空气中放置的过程中产生硬结混凝土体积变小。同时混凝土在完全不受外力作用的状况下，如果发生收缩变形现象但是又受到来自外力的约束时，混凝土中就会产生一定的拉应力，进而硬结的混凝土就会发生开裂现象，引起混凝土开裂的形式主要有塑性的收缩现象、干燥性质的收缩开裂以及温度收缩，在混凝土硬化现象的初期自身体积的变化主要是由水泥水化过程中凝固硬结造成的，到施工后期主要是由混凝土内部水分蒸发引起的干燥收缩。

1.2 水泥的水化产生大量的热

水泥在水化的过程中通常都会产生大量的热量，这个现象通常都是会在浇筑之后4分钟左右发生，水泥一旦发生水化现象产生大量的热就会使得混凝土内部的温度急剧的升高，对于桥梁施工工程中的大体积混凝土来说，水泥水化热现象造成的混凝土温度升高现象更加的严重，再加上混凝土表面的散热能力和内部截然不同，所以水泥水化热现象会造成混凝土内部中心的温度急剧升高，同时从内往外温度值呈阶梯状，因此混凝土内部就会产生压力，而外部会形成拉力，一旦外部的拉力超过了混凝土自身的最大抗拉强度的时候，混凝土表面就会出现裂缝。

1.3 外界环境变化造成的裂缝

在桥梁施工过程中，大体积的混凝土结构非常容易受到外界环境的影响而产生变化，而外界环境的影响主要表现在气温以及湿度上。上面我们提到水泥水化产生大量的热会大大的提高混凝土内部的温度，除此之外，混凝土浇筑的温度以及混凝土结构的散热温度等都会不同程度的影响混凝土内部的温度。首先混凝土浇筑的温度是和外界的气温环境有着最直接的关系，外界气温环境有决定性的作用，气温越高，混凝土的浇筑温度就会随之增高，同时外界温度的变化也是混凝土内外温度不同层次变化的重要原因。

1.4 施工工艺原因

施工工艺不严谨造成的裂缝主要表现在以下几个方面：

（1）混凝土搅拌不均匀造成的密实度缺失，出现了蜂窝，最终引发的裂缝现象；（2）混凝土浇筑过程因为操作不当产生的原因；（3）混凝土在进行浇筑之前出现受冻现象，再加上构件本身的裂缝；（4）混凝土在浇筑的时候由于模板原因产生侧向力引起的变形。

2 桥梁施工中大体积混凝土梁裂缝控制措施

对于混凝土裂缝的控制主要是针对上面提出的问题进行分别解决，同时还对具体的环节进行了详细的介绍分析。

2.1 降低水泥水化热

水泥水化热会增加混凝土内部中心温度，所以具体的应该针对内部降热进行，具体的做法是在混凝土的内部埋设冷却用的管道，然后注入冷却水，同时管道应该是循环的管道，保证冷却水能够排出，通过冷却水的循环注入不断的降低混凝土的中心温度。同时还需要进行通水冷却控制，这主要是为了防止混凝土出现过大的温度阶梯分布，具体的做法是使用钢管在混凝土的浇筑分层过程中埋设循环冷却管道，使用之前需要进行试水操作，这是为了避免管道的阻塞，同时还需要根据大体积混凝土梁内部的温度控制进水量和相应的温度。

2.2 大体积混凝土梁配合比设计控制

配合比的控制设计包括了原材料以及外加剂选择使用两个方面，首先是原材料的选择，水泥的使用量将会直接的影响水化热，所以大体积的混凝土梁应该使用水化热比较低的水泥，同时结合管道浇筑冷却水的方法尽最大可能的降低水化热和水泥的使用，细骨料一般使用2区的中砂；如果是使用粗骨料，要尽可能的降低混凝土的收缩变形；如果使用掺合料要适当的添加粉煤灰。

对于外加剂的使用就要根据不同的情况使用不同的外加剂，比如膨胀剂，大量的实例表明，在大体积混凝土中添加膨胀剂后，混凝土的内部会产生比较大的应力，而这种应力称为膨胀应力，膨胀应力能够和混凝土自身的内部收缩应力进行抵销，这样外加剂的选择就起到了应有的作用。

2.3 温度控制

2.3.1 大体积混凝土温度的监测

温度的检测是对内外部进行的，所以需要在混凝土的内外部设置观测点，具体还包括保温材料的温度监测和养护水温度的监测两个点，对于每一个监测点的温度值变化、各个监测点中心以及表面温度的变化都要进行及时的收集整理，以作为研究者防止混凝土裂缝出现的依据。同时为了能够更好的反应温度监测的效果可以在少数的混凝土层中安装相应的检测仪器，进行温度的应力监测，这需要沿水平的方向进行布置检测仪器。

2.3.2 温度的预测分析

对于混凝土温度的预测，需要结合混凝土的配合比以及施工现场的外界环境变化，使用电脑仿真技术对上述两个因素进行动态模拟，需要提供混凝土结构沿着不同层次方向上的温度变化分布数据以及随着时间变化混凝土的变化状况，根据具体的观测值制定出混凝土产生裂缝现象的具体温控指标，以此指标为具体的依据，对桥梁混凝土梁进行定期的保温养护。

2.3.3 混凝土入模温度的控制

混凝土在进行浇筑的时候，尽量的不要使混凝土暴晒在阳光下，在实际的施工过程中，要不定时的对碎石等进行洒水，起到降温的作用，保证水泥储存地方良好的通风。

2.4 原材料选择控制使用

原材料选择包括水泥、骨料、掺合料以及外加剂的选择，对于大体积混凝土来说要使用水化热比较低、凝结时间较长、后期强度比较高的材料，以免影响其质量和引起裂缝；骨料可以尽量的少用水，尽可能的减少水泥的用量，目的是尽可能的减少混凝土自身的收缩和泌水性，对于大体积混凝土工程来说，尽可能的使用碎石作为骨料；掺合料主要是矿物质材料，比较普遍使用的是粉煤灰，大体积的混凝土工程适量的掺入能够改善性能，减少水化热；外加剂能够提高混凝土的耐久度，比如减水剂的添加，一方面能够达到应有的强度，还能够减少水泥的使用。一般常用的还有高效的缓解凝固的减水剂以及膨胀剂。

2.5 构造设计上的防裂缝控制

首先需要设计出合理的结构形式，这样能够在很大程度上减少一定的工程量，降低大量的水化热，大大的降低裂缝现象的出现；同时要充分的利用混凝土在基坑中有侧力这个条件，在混凝土中添加膨胀剂，提高由于内部温度升高而产生收缩的内部拉力，有效的避免因为拉应力不足造成的裂缝；一般情况下大体积的混凝土梁的施工时间都非常长，根据混凝土结构的受力状况可以合理的对混凝土评定验收周期进行确定，适当的增加周期，尽量的降低混凝土设计的标号。

2.6 定期的养护

混凝土在浇筑之后要经常性的进行养护，如果发现有裂缝现象或者裂缝隐患要及时的进行解决。

3 结束语

桥梁施工中尽管大体积的混凝土梁容易产生裂缝现象，但是只要对施工的每一个环节都严格的进行控制，从原材料的选择使用、施工工艺的严格操作以及后期的安全养护入手，把握好每一个环节的工作，相信桥梁施工中的混凝土裂缝问题会得到很好的解决，严格的把握质量关，避免裂缝现象发生。

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