關(guān)鍵詞：混凝土橋梁 溫度 收縮 裂縫 溫度應(yīng)力 收縮應(yīng)力 控制

　　0、引言

　　混凝土溫度收縮裂縫是混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中普遍存在的病害之一，裂縫對橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能及使用壽命都會產(chǎn)生非常大的影響：一方面，在外荷載的作用下，結(jié)構(gòu)的破壞都是由混凝土中裂縫的逐漸發(fā)展所導(dǎo)致；另一方面，裂縫的存在會導(dǎo)致裂縫處鋼筋發(fā)生銹蝕，從而影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能、可靠性以及耐久性。

　　本文通過分析混凝土橋梁溫度收縮裂縫產(chǎn)生機(jī)理、特點(diǎn)，主要研究了防止和減小混凝土橋梁溫度收縮裂縫的控制措施和各種措施的注意事項(xiàng)。

　　1、混凝土橋梁溫度收縮裂縫的產(chǎn)生機(jī)理

　　橋梁混凝土在澆筑過程中由于水化作用產(chǎn)生大量熱量使混凝土內(nèi)部溫度劇烈變化，混凝土早期的溫度應(yīng)力、干縮變形是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂的主要原因。

　　混凝土橋梁在正常使用過程中不斷與外界發(fā)生熱交換，當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時，使混凝土受拉開裂。溫度變化是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度裂縫的原因�；炷�土橋梁結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力可以分成兩個部分：一是溫度變形受到內(nèi)部各部分的相互約束而引起的應(yīng)力，稱為自約束溫度應(yīng)力或溫度自應(yīng)力，靜定結(jié)構(gòu)中只有溫度自應(yīng)力；二是超靜定結(jié)構(gòu)中溫度變形受到外部約束而引起的應(yīng)力，稱為溫度次應(yīng)力。超靜定結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力由上述兩部分應(yīng)力疊加而成。再加上混凝土自身的收縮特性，使橋梁結(jié)構(gòu)中的裂縫進(jìn)一步產(chǎn)生和擴(kuò)展。有可能導(dǎo)致混凝土橋梁發(fā)生嚴(yán)重開裂，給橋梁結(jié)構(gòu)帶來極大危害，嚴(yán)重影響橋梁的耐久性。

　　2、混凝土橋梁溫度收縮產(chǎn)生裂縫的特點(diǎn)

　　對混凝土這種材料而言，其先天就存在著微觀裂縫，而微觀裂縫又在外部作用的促使下發(fā)展成為宏觀裂縫。與普通混凝土相比，高性能混凝土的塑性收縮和自收縮最為突出。塑性收縮裂縫發(fā)生在混凝土硬化前。高性能混凝土由于水膠比低、自由水分少、成型后泌水少、表面水分蒸發(fā)快，所以比普通混凝土更易產(chǎn)生塑性裂縫。梁板裂縫呈現(xiàn)不同分布特征，裂縫一般垂直于縱向，分布在兩側(cè)面，兩頭細(xì)、中間寬、棗核形。

　　3、防止和減小混凝土橋梁溫度縮裂縫的措施及其注意事項(xiàng)

　　混凝土橋梁的溫度收縮裂縫的控制措施有：配合比設(shè)計的控制、選擇合適的澆筑季節(jié)、降低結(jié)構(gòu)約束、合理配設(shè)抗裂鋼筋、設(shè)置伸縮縫、摻加混凝土膨脹劑、加入無機(jī)鋁鹽混凝土復(fù)合液等。但這些措施都有各自的特點(diǎn)和使用條件，在使用時要結(jié)合實(shí)際工程情況，綜合考慮其注意事項(xiàng)和使用條件，否則收不到應(yīng)有的效果。

　　3.1 配合比設(shè)計的控制

　　配合比設(shè)計的控制措施包括：水泥品種的選擇、水灰比的控制、砂石骨料的選用和混凝土坍落度的控制。盡量選用水化熱較低的水泥，減少水泥用量，這樣既可降低混凝土內(nèi)最高溫度又可減少混凝土的收縮；低水灰比可減少混凝土的毛細(xì)孔，增強(qiáng)界面，提高混凝土的致密性，降低混凝土的內(nèi)部溫升，但是如果混凝土配合比設(shè)計中需摻入微膨脹劑，太低的水灰比會影響膨脹及補(bǔ)償效果，采用時要加以考慮；盡可能選用粒徑較大，級配良好的石子，適當(dāng)增大粒徑可減少用水量，進(jìn)而減小水化熱；混凝土坍落度一般應(yīng)控制在18—20。

　　3.2 降低結(jié)構(gòu)約束

　　混凝土結(jié)構(gòu)在溫度與收縮變形時遇到的約束有兩類：一類是配筋構(gòu)件中鋼筋對混凝土產(chǎn)生的所謂自約束；另一類是由于結(jié)構(gòu)的超靜定而引起的外約束。研究發(fā)現(xiàn)我國GB50010—2002規(guī)范對最小配筋率要求偏低，而且沒有考慮預(yù)應(yīng)力的有利作用。實(shí)際配筋時連續(xù)約束應(yīng)考慮設(shè)置滑動連接或減小梁的截面面積比來降低這種約束。非連續(xù)約束應(yīng)考慮降低梁混凝土彈性模量、加大梁截面尺寸、跨度以及配筋率。

　　3.3 合理配設(shè)抗裂鋼筋

　　通過增加直徑較小、間距較密且均勻的抗裂鋼筋來控制混凝土結(jié)構(gòu)的溫度收縮裂縫是一條行之有效的途徑。但要考慮溫度及收縮自由應(yīng)變、結(jié)構(gòu)約束、受力縱筋配筋率、荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下的鋼筋應(yīng)力等主要因素的影響。建議配筋時考慮：橋梁的約束狀況和周圍環(huán)境、預(yù)應(yīng)力的作用、普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度、鋼筋的間距和布置形式。

　　3.4 摻加混凝土膨脹劑

　　使用膨脹混凝土的關(guān)鍵是14d的蓄水養(yǎng)護(hù)以及其后的保濕、保溫、防風(fēng)養(yǎng)護(hù)乃至使用過程中的潮濕、小風(fēng)環(huán)境。膨脹混凝土對養(yǎng)護(hù)和使用環(huán)境溫濕度的特殊要求，其僅僅適合在蓄水養(yǎng)護(hù)方便、使用環(huán)境保濕、保溫效果較好、風(fēng)速影響較小的地方使用。橋梁結(jié)構(gòu)中一般保守使用為好，一般只利用它來解決結(jié)構(gòu)早期開裂問題。

　　3.5 加入無機(jī)鋁鹽混凝土復(fù)合液

　　這種方法的原理是混凝土復(fù)合液摻入混凝土后，與水泥中的水化生成物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氫氧化鋁、氫氧化鐵等膠體物質(zhì)，堵塞混凝土內(nèi)的毛細(xì)通道和孔隙，降低混凝土的孔隙率，提高其密實(shí)性。另外溶液中的糖鈣能大大增加混凝土的和易性，從而使用水量減少20 % 左右，并能延緩混凝土的初凝、終凝時間，降低水泥水化熱，避免造成強(qiáng)度下降以及因混凝土內(nèi)外溫差引起的裂縫。

　　4、結(jié)語

　　通過分析混凝土橋梁溫度收縮裂縫產(chǎn)生機(jī)理、特點(diǎn)，系統(tǒng)地闡述了防止和減小混凝土橋梁溫度收縮裂縫的控制措施和各種措施的注意事項(xiàng)。本文的研究內(nèi)容可以作為其他研究人員參考借鑒的資料。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制 中國建筑工業(yè)出版社

　　[3]李富民 混凝土框架梁板結(jié)構(gòu)溫度及收縮裂縫控制的研究D 南京： 東南大學(xué)， 2003.