湿接缝、湿接头的出现为工程施工提供了便利性,也为分段分层浇筑的大体积混凝土抗裂提供保障,但湿接头和湿接缝的收缩变形受到环境和周边约束构件影响的时候也会存在开裂的风险。例如组合梁桥面板横向、纵向湿接缝,简支转连续梁桥湿接缝、PC梁桥合龙段湿接缝、大体积承台分段浇筑的湿接缝等后浇构件或构造的开裂问题。相比使用过程中桥梁湿接缝开裂的研究,对于温度、湿度和力学性能都发生显著变化的早龄期混凝土开裂机理的研究较为缺乏。因此,研究混凝土早龄期温度、湿度和应力间的相互耦合及变化规律,明确湿接缝混凝土早龄期开裂敏感时间及区域,预防混凝土早龄期开裂问题的出现,具有重要的工程实践价值。本文以混凝土早龄期温度、湿度及应力为研究对象,以衡德高速卫运河大桥引桥湿接缝和青兰高速平阴黄河大桥湿接缝为工程依托,通过室内试验、理论分析、数值模拟、原位试验等研究方法,深入开展了混凝土早龄期温-湿-力耦合特性研究,分析了不同边界条件下混凝土早龄期温度、湿度和应力演变规律及耦合特性,从温湿度变化角度重新划分了混凝土早龄期变化阶段,提出了新的约束面抗裂措施。主要工作及结论如下:(1)开展了混凝土早龄期变形试验研究,对既有的混凝土温湿度监测方法进行改进,使其能够直接埋入混凝土中而不受施工过程的影响,提高了湿度监测设备在实际工程中的易用性。获得了密封和非密封条件下混凝土早龄期温度、湿度和应变发展规律,为后文理论分析和数值模拟提供试验支撑。(2)从混凝土早龄期温湿度变化的机理出发,基于水化动力学模型、等效龄期理论、温湿度传导和扩散理论,建立了混凝土早龄期温度场计算模型和湿度场计算模型。基于Grank-Nicholson变换建立温湿度变化的差分方程组,编制程序化语言实现了温度场、湿度场以及耦合效应的模拟,并以试验数据验证了模型的合理性,进而分析了混凝土早龄期温度场和湿度场之间的相互影响规律。(3)基于多孔多相介质力学理论、混合物理论、温湿传输和扩散定律以及混凝土早龄期应力应变本构关系,考虑混凝土早龄期特点和外部约束条件,建立了以温度、湿度、变形和水化度为主要变量的多参数温-湿-力耦合模型,利用系数型偏微分方程(PEDs)和相应物理模块实现了模型的有限元模拟。(4)以简支转连续梁桥湿接头为研究对象,充分考虑湿接头的设计特点以及施工过程的影响,对测试元件选取、测点布置、测试周期安排、工况选择和外部干扰控制等方面进行优化设计,开展了湿接头原位试验研究。利用前文建立的温-湿-力三相耦合模型,对不同湿度、温度边界条件下受约束混凝土早龄期温度场、湿度场及应力场演变规律进行了分析,并进一步分析了受约束构件的开裂敏感特性,在此基础上对混凝土“早龄期”重新定义,并划分阶段。(5)开展了湿接缝混凝土与相邻构件约束面粘结材料的试验研究。从增强混凝土界面粘结性能出发,以高分子聚合物和矿粉对水泥净浆界面剂进行改性,通过聚合物界面剂配比试验、抗折强度试验、抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验以及约束面劈裂抗拉强度试验和约束面抗剪强度试验,研究分析了新型界面剂的力学特性和粘结性能,建立了混凝土三区三层界面粘结模型。