胡亞東 李俊義
摘要:隨著公路橋梁工程的迅猛發(fā)展,工程施工技術(shù)不斷提升,施工工藝也逐漸復雜,加大了施工難度。尤其對于公路橋梁混凝土施工中,如果施工溫度控制不當就極易出現(xiàn)裂縫,從而降低混凝土的強度,縮短公路橋梁使用壽命,也不利于公路橋梁工程的安全性和穩(wěn)定性。本文分析混凝土施工中的溫度應力,同時分析了混凝土裂縫的形成原因,并結(jié)合實踐經(jīng)驗出了有效防治混凝土施工溫度和裂縫的相關(guān)措施,希望能夠有助提高公路橋梁混凝土施工質(zhì)量,保障路橋工程的安全穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:公路橋梁;混凝土施工;溫度與裂縫
隨著我國經(jīng)濟的不斷增長,公路橋梁建設(shè)投入力度不斷加大,路橋施工規(guī)模和施工范圍也不斷擴大,但是,路橋施工的主體并沒有發(fā)生質(zhì)的改變,仍然以混凝土為主?;炷林饕运?、沙子、石子和水等,所以這就決定了在施工中混凝土容易受到外界溫度的影響,從而發(fā)生熱脹冷縮,產(chǎn)生裂縫,不利于混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,對路橋工程質(zhì)量和使用安全都會造成嚴重影響。所以,現(xiàn)在對混凝土施工溫度和裂縫的成因進行研究,并予以防治具有重要的現(xiàn)實意義。
1 路橋混凝土施工中溫度應力分析
混凝土結(jié)構(gòu)施工時路橋施工中的重要部分,實際操作中,溫度對混凝土產(chǎn)生的應力作用主要表現(xiàn)在三個階段:首先,混凝土中的水泥散熱完成,該階段屬于第一階段,該階段持續(xù)的時間大概是30天左右,該階段溫度應力主要是由于水泥散熱之后,該熱量與混凝土相互作用而導致混凝土變形時產(chǎn)生的應變力;其次,水泥散熱完成后直至混凝土的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài),該階段為第二階段,該應變力主要是由于混凝土冷卻過程中由溫差而產(chǎn)生的應變力,該階段的應變力會與第一階段中產(chǎn)生的溫度應力殘余進行疊加;最后,待混凝土的溫度穩(wěn)定之后,會進入運轉(zhuǎn)階段,該階段為溫度應力的第三個階段,其主要來源為環(huán)境溫差,并且會與前兩個階段中的溫度應力殘余進行疊加。
混凝土結(jié)構(gòu)中其溫度應力類型主要有兩類:自生應力和約束應力。其中,自生應力產(chǎn)生的條件是混凝土內(nèi)部溫度要與非完全靜止的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)非線性的分布,如此一來,混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應力,從而相互約束;而約束應力的產(chǎn)生主要是由外部外徑變化影響而產(chǎn)生的,由于混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定之后,其邊界以及全部主體就不能再進行自由形變,從而產(chǎn)生約束應力。工程施工中,兩種應力都會與混凝土干縮所產(chǎn)生的應力進行疊加,從而對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。基于此,在施工中一定要對溫度應力進行分析,降低其對混凝土結(jié)構(gòu)的不利影響。
2 混凝土裂縫的形成原因分析
路橋工程施工,其混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫,從而影響到工程主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,長期使用后必然會釀成更大禍患,危害行車安全。長期工作經(jīng)驗表明,導致路橋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要影響因素就是施工材料和施工溫度。
其中材料因素對裂縫的影響主要是由于,制作混凝土所用的主要材料的質(zhì)量或者是材料配比不合理等。如果配比不合理的話,就會在混凝土澆筑完成后,其內(nèi)部水分不易蒸發(fā),如果水分過少的話,石子和水泥就不容易進行融合,從而導致混凝土結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較差,在受到壓力沖擊作用下就會產(chǎn)生裂縫。
溫度對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要影響在于,由于混凝土澆筑完成后,混凝土結(jié)構(gòu)將會散發(fā)較高熱量,混凝土內(nèi)部溫度升高會導致應力的出現(xiàn),在面對較低外界溫度時會形成溫度差,從而導致混凝土表面的拉應力增加,導致出現(xiàn)裂縫。相反,如果外界溫度高,而混凝土內(nèi)部溫度低時也會產(chǎn)生一定的應力,早期和晚期的應力都是導致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的重要原因,應力的存在會影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。
3 有效防治混凝土溫度與裂縫的措施
3.1 做好前期準備工作
在混凝土施工之前,一定要做好準備工作,為保證混凝土施工質(zhì)量、避免裂縫產(chǎn)生奠定堅實基礎(chǔ)。首先,嚴格按照路橋混凝土結(jié)構(gòu)施工要求,嚴格選購質(zhì)量合格的原材料,并科學控制原材料的配比,保證材料比例符合施工要求。在制作混凝土過程中要保證水質(zhì),不能采用污水;其次,施工前要清楚掌握施工區(qū)域的環(huán)境、氣候以及地質(zhì)條件等,并且要對水泥質(zhì)量進行多次檢驗,可以根據(jù)實際需求融入適當?shù)呐蛩蓜⒆⒁饣炷烈F(xiàn)用現(xiàn)配。
3.2 做好溫度控制
做好溫度控制是保證混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要因素。首先,必須避免低溫施工,在溫度較低的環(huán)境下進行混凝土施工容易會內(nèi)外溫差過大而導致拉應力的增加,從而影響混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;其次,也要避免在高溫環(huán)境下進行混凝土施工,如果一定要在高溫天氣施工,則要嚴格控制混凝土層的厚度,加速混凝土的冷卻;最后,實際施工中要做好溫度檢測工作,其主要是對混凝結(jié)構(gòu)的不同部位進行溫度檢測并進行科學控制,有效避免出現(xiàn)過大溫差。在檢測中一旦發(fā)現(xiàn)溫差過大,要及時采取相關(guān)措施進行處理,保證溫差處于合理范圍內(nèi),一般情況下,內(nèi)外溫差不能低于25度。另外,在完成混凝土澆筑后,要選擇合適時機進行模板拆除,避免外表溫度驟變,防止裂縫出現(xiàn)。
3.3 在混凝土內(nèi)部合理放置冷卻管
夏季施工時需要對其進行快速冷卻,從而及時降低混凝土的溫度,在具體施工中可以通過在混凝土內(nèi)部放置冷卻管的方式來對對混凝土進行冷卻,實踐證明該方式效果較好。在完成混凝土澆筑后,再打開冷卻管的閥門,從而通過水質(zhì)的流動將混凝土散發(fā)的熱量帶走,從而達到降溫的目的。
3.4 要科學處理施工縫
在混凝土施工中可以通過科學設(shè)置施工縫的方式來有效降低溫度對混凝土結(jié)構(gòu)的影響,增強工程主體強度,保證工程質(zhì)量。實際操作中可以在澆筑之前利用模板和泡沫對其進行隔離,澆筑完成后在將其取出,然后用瀝青對縫隙進行填充。如此一來,外界周圍環(huán)境的變化都不能對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重影響,減少伸縮空間??梢姡┕たp對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防治作用較好。
3.5 科學設(shè)計路橋工程路基坡度
在進行路橋設(shè)計時,一定要科學設(shè)計路基坡度。平整路基有利于提高其抗裂能力,相反,如果坡度過大的話就會降低路橋面的抗裂能力,混凝土的抗約束力也會相應降低,導致裂縫出現(xiàn),對混凝土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定造成不良影響。
結(jié)束語:
綜上所述,當前我國路橋事業(yè)發(fā)展迅速,路橋規(guī)模不斷擴大,路橋設(shè)計也相對復雜,從而對混凝土結(jié)構(gòu)也提出了更高的要求?;炷潦┕べ|(zhì)量容易受到環(huán)境溫度的影響,極易產(chǎn)生裂縫,威脅到路橋工程的安全和穩(wěn)定。在具體施工中,一定要做好施工前的準備工作、做好溫度控制,可以通過在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部放置冷卻管、設(shè)置施工縫的方式來降低溫度變化對結(jié)構(gòu)性能的影響,另外,在路橋設(shè)計中,一定要避免路基坡度過大,從而有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,減少裂縫產(chǎn)生,促進我國路橋事業(yè)的進一步發(fā)展。
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