桥梁工程大体积混凝土裂缝控制

桥梁工程大体积混凝土裂缝控制

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摘要：大体积混凝土开裂后，其性能与原状混凝土性能会有很大差距，特别是对耐久性（渗透性）的影响更大，严重影响结构的安全和耐久性能。目前，在桥梁工程的施工中，大体积混凝土被广泛应用其中，本文分析了大体积混凝土裂缝可能产生的原因，并提出预防裂缝的一些措施。

关键词：桥梁工程；大体积混凝土；裂缝问题；防治措施

引言

交通工程建设的进一步扩大使桥梁施工技术得到了突飞猛进的发展。在桥梁施工中大体积混凝土被广泛的应用，但相应的一些问题也充分的暴露出来，其中大体积混凝土施工裂缝最为突出。混凝土裂缝问题一直是建筑桥梁施工的重要问题，困扰着工程施工技术人员。因此采取有效措施能够将大体积混凝土裂缝问题控制在一定的范围之内。工程施工人员要对混凝土桥梁裂缝问题进行深刻的认识，这样能够有效避免工程施工过程中出现更大的裂缝。

一、桥梁混凝土施工中的常见问题

1、水泥的水化热导致的温度裂缝

水泥在水化时会产生大量的热量，如果混凝土的体积较大，热量很难散发出去，混凝土内部的温度就会快速升高。混凝土在浇筑3～5天后温度会达到高温峰值，当混凝土内部温度与表面温度差距过大时，就会产生温度应力和温度变形。当这种温度应力大于混凝土内外的约束力时，就会形成混凝土温度裂缝。

2、混凝土自身的收缩裂缝

混凝土拌制过程中使用了大量的水，其中极少部分水分是水泥水化所必须的，大部分水分在之后都要蒸发掉，混凝土中多余水分的蒸发是引起混凝土体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响，若存在约束，就会产生收缩应力而出现裂缝。

3、约束条件产生的裂缝

在桥梁工程中大体积混凝土通常与地基浇筑在一起，当温度变化时，在下部地基的约束下，会产生外部的约束力。混凝土早期的弹性模量较小，混凝土的徐变度和应力松弛度却很大，因此，压应力也较小。但当温度下降时，拉应力会随之上升，混凝土的抗拉应力小于这种拉应力时，裂缝便会产生。

4、干缩裂缝

混凝土的配制比、用料构成、添加剂等方面也会影响混凝土裂缝的出现，混凝土的干缩现象主要是混凝土内外水分蒸发过程导致不同形态的变化。混凝土会受到外部条件变化的影响导致表面水分蒸发过快，变形较大。同时内部湿度变化较小，产生的变形也较小。混凝土干缩变形主要是受到混凝土内部条件的制约，产生的拉应力较大时更容易出现混凝土裂缝。

5、荷载导致的混凝土裂缝

混凝土桥梁在荷载力的影响下会出现不同程度的裂缝，这种裂缝主要是应力裂缝或者是次力裂缝。大体积混凝土结构设计计算不合理，建造的模型不符合建设要求，针对混凝土的受力情况计算结果与受力不相符合。同时配筋数量与内力有着明显的错误，造成结构安全系数较低，施工面临安全隐患的影响。结构设计没有可行性，结构设计刚度不够。混凝土施工现场要控制施工工具的摆放，将材料有规则地进行放置。施工人员不了解混凝土结构受力情况，不按照施工要求进行施工，忽视施工设计的作用，施工随意性较大，并且会擅自更改施工工序，将混凝土结构受力模式改变，没有对混凝土承受力强度进行验算。

6、水泥水化热引起的裂缝

大体积混凝土中产生的裂缝主要是有水泥水化热所引起的。据统计，水泥在水化热的过程中释放出大量热，这使大体积混凝土在浇筑过程中环境温度和水化热温度出现差别，就会形成两个独立的温度环境，在应力和温度的变化中就形成了混凝土裂缝。另外水化热裂缝另一个形成原因和水泥用量有着直接的关系，混凝土水泥含量越高，其收缩性就越大，这中收缩性当超过混凝土抗拉强度时就出现了裂缝。

二、大体积混凝土裂缝的防治措施

1、设计工程中的措施

（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低坍落度、低砂率、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高韧性、高强、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。

（2）避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

（3）增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小间距、小直径。全截面的配筋率应在0.3%～0.5%之间。

（4）在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60d。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

（5）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

2、在施工过程中的控制措施

（1）大体积混凝土的温度控制宜按照“内降外保”的原则，对混凝土内部采取设置冷却水管通循环水冷却，对混凝土外部采取覆盖蓄热或蓄水保温等措施进行，保证温度可以缓慢下降，尽可能的降低裂缝。

（2）在进行浇筑时，要合理清理模板内部，并且进行适当的水润，使混凝土在入模后的温度可以合理控制。

（3）在施工过程中要合理控制浇筑厚度，并且做到均匀浇筑，减少混凝土在流动中的高差，使其在初凝前完成浇筑。

（4）为了提高混凝土的密实度和抗拉强度，减少收缩，施工时设置专人加强混凝土的振捣工作，严格控制振捣时间和插入深度，振捣间距不得大于40厘米，并且在振捣过程中注意对模板的保护。

（5）合理控制混凝土的塌落度，因为现阶段混凝土浇筑大部分都使用泵送，要合理配置混凝土的集料，并且控制好水量，在拌和剂的掺拌中要以保证混凝土流动性为标准。

3、大体积混凝土后期的养护措施

养护的目的是为混凝土硬化创造必要的湿度、温度等条件。为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期因干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持大体积混凝土处于湿润状态，混凝土养护用水应与拌制用水相同。当日平均气温低于5℃时，不得浇水，应用塑料布覆盖养护混凝土，其敞露的表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。硅酸盐水泥浇筑的混凝土养护时间不得少于14d，其他水泥拌制的混凝土养护时间不得少于21d，混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，然而因为蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面的混凝土最容易而且直接受到这种不利影响，所以混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应特别重视。

结束语

虽然大体积混凝土很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明：只要我们在设计、施工工艺以及后期的养护过程中可以充分考虑的各种因素的影响，还是能够避免危害结构裂缝的产生。大体积混凝土施工技术分析探究随着社会的发展逐渐成为了我国的重点研究课题，近年来关于桥梁大体积混凝土施工技术分析有了很大的进展，相信通过工作人员以及研究人员的努力，我国的桥梁大体积混凝土施工技术分析探究会得到进一步的发展，进入一个全新的领域。

参考文献：

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