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摘要：随着我国桥梁技术的迅速发展，大体积混凝土被越来越多地应用于桥梁结构中。本文基于桥梁工程大体积混凝土裂缝成因分析，提出了减少混凝土温度应力和预防其形成裂缝的施工现场控制措施以及构造设计上对大体积混凝土采取的有效防裂措施，旨在与同行从业人员进行交流。
关键词：桥梁工程 大体积混凝土 裂缝成因 措施
0 引言
当前，对于机械荷载造成的桥梁裂缝问题而言，国内外的研究探讨较为成熟，然而对温度荷载所导致的开裂问题分析研究还不够充分，加之，在我国，桥梁中大体积混凝土裂缝问题还没有获得充分的重视，而大体积混凝土的开裂仅在高层建筑深基础底板以及水利工程大坝等方面有所体现。基于此背景，笔者认为应对桥梁中大体积混凝土的裂缝问题予以重视，进而对其成因、控制措施进行探讨能够在最大程度上防范危害桥梁结构的裂缝产生。
1 桥梁工程中大体积混凝土裂缝的成因分析
1.1 外界气温变化的影响。针对于大体积混凝土施工而言，其裂缝的形成在很大程度上取决于外界气温的变化情况。而各种温度的集合就是混凝土内部的温度，这些温度包括水泥水化热的温度、混凝土结构散热温度及其浇筑的温度。而同外界气温有直接关系的是浇筑温度，浇筑温度会随着外界气温的增温而升高，倘若外界温度降低，又会在一定程度上加大大体积混凝土的内外温差梯度。假如外界气温下降过快，则产生较大的温度应力，很容易造成混凝土开裂。
1.2 水泥水化热的影响。在混凝土浇筑后的七天左右，水泥水化过程中散发大量的热量，通常水泥放出的热量为500J/g。倘若以240-480kg/m3计算，混凝土将释放出热量为1.75*104-2.75*104KJ/M3，致使混凝土內部温度迅速升高，可达70℃，加之混凝土内部同表面的散热不一，就会产生温度梯度，从而使表面产生较大的拉应力，倘若拉应力超过混凝土极限抗拉强度，将出现裂缝。
1.3 混凝土的收缩。混凝土的收缩，易言之，可理解为混凝土在大气中硬结时所发生的体积变化的一种现象。在没有外力影响的情况下，混凝土所出现的变形倘若受到诸如钢筋或者支持条件等的影响的情况下，其就会形成拉应力，造成混凝土裂缝的产生。混凝土硬化初期及后期的收缩是有区别的，前者是在其硬化过程中出现的体积变化，而后者则是其内部水分的蒸发造成的干缩变形。
2 桥梁工程中大体积混凝土裂缝控制措施
2.1 大体积混凝土配合比设计。①原材料的选用。大体积混凝土应选用具有较低水化热的水泥，可选用中热硅酸盐水泥，并最大程度上降低水泥用量。细骨料最好采用中砂，粗骨料如果可泵送，则选用5mm-20mm粒径的连续级配石子，从而降低混凝土的收缩变形。同时，在混凝土中添加粉煤灰一方面可以节约水泥用量，减少水化热；另一方面能在最大程度上加强混凝土后期强度。②外加剂的使用。采用缓凝高效减水剂以及膨胀剂。通过试验证明在混凝土中添加膨胀剂后期内部将形成膨胀应力，能够将部分混凝土的收缩应力进行抵消，从而加强了混凝土抗裂强度。
2.2 温度控制措施和施工现场控制。①按照施工过程中气温情况以及混凝土配合比，通过计算机仿真技术动态预测混凝土施工中的温差，提供结构沿厚度方向的温度分布以及随混凝土龄期变化状况，从而制定混凝土施工期间不产生温度裂缝的温控标准，进而做保温养护优化选择。②优化混凝土浇筑方案。一方面，加强并严格控制混凝土振捣及其时间，确保振捣密实，杜绝漏振、过振，保证混凝土密实均匀；另一方面，加强施工现场的组织、协调管理，保证足够的人财物以及混凝土的供应。浇筑后应将大体积混凝土表面相对厚实的水泥浆做一些必要的处理，通常情况下，是继浇筑3-4h采用木长刮尺刮平，同时为防止表面龟裂，可在混凝土初凝前通过铁滚筒进行碾压1-2遍，然后采用木抹子予以搓平压实；混凝土浇筑完毕后，应及时采取保温措施并进行混凝土养护工作。
2.3 在构造设计上对大体积混凝土应采取的防裂措施。一方面，倘若混凝土结构形式得到合理的设计不仅能够降低水泥水化热而且能够在一定程度上降低项目的数量。鉴于大体积混凝土具有较长的施工时间，根据混凝土结构受力状况对其龄期进行合理的评定与验收，在混凝土评定验收龄期应对其后期强度进行充分的考虑，在一定程度上减少设计的标号，从而降低水泥的用量，而混凝土水泥用量的减少能够实现水泥水化热降低的目的，因而可以有效地防范大体积混凝土裂缝的产生。另一方面，温度应力之所以能够产生是因为边界存在约束，因此可采取优化边界约束的构造设计，倘若遇到具有较强约束的岩石类地基的情况时，为减少温度应力，能够在接触面上布设滑动层。在外约束的接触面上整体布设滑动层能够大幅度地减弱外约束。并且，鉴于混凝土在基坑具备侧限条件，因此可对其进行充分的利用，可在混凝土当中掺和一定量的膨胀剂，进而能够限于基坑的约束而产生预压力，对混凝土由于温度收缩形成的预压力有一定的补偿作用，能在最大程度上防止混凝土开裂。同时，为加强混凝土抗裂性能，还可以通过在混凝土表面增加布设金属扩张网等合理措施。
参考文献：
[1]吴良群.桥梁工程中大体积混凝土裂缝的诸多因素及防治措施[J].广东建材，2011，08：81-82.
[2]靳战峰，么卫良.市政桥梁中大体积混凝土裂缝的原因与防治[A].土木建筑学术文库（第11卷）[C].2009：2.
[3]苗晓辉，易星.某工程大体积混凝土施工的质量控制[J].土木建筑学术文库，2007：418-419.
作者简介：
黄林毅（1972-），男，陕西榆林人，本科，助理工程师，研究方向为公路桥梁施工与管理。
关键词：桥梁工程 大体积混凝土 裂缝成因 措施
0 引言
当前，对于机械荷载造成的桥梁裂缝问题而言，国内外的研究探讨较为成熟，然而对温度荷载所导致的开裂问题分析研究还不够充分，加之，在我国，桥梁中大体积混凝土裂缝问题还没有获得充分的重视，而大体积混凝土的开裂仅在高层建筑深基础底板以及水利工程大坝等方面有所体现。基于此背景，笔者认为应对桥梁中大体积混凝土的裂缝问题予以重视，进而对其成因、控制措施进行探讨能够在最大程度上防范危害桥梁结构的裂缝产生。
1 桥梁工程中大体积混凝土裂缝的成因分析
1.1 外界气温变化的影响。针对于大体积混凝土施工而言，其裂缝的形成在很大程度上取决于外界气温的变化情况。而各种温度的集合就是混凝土内部的温度，这些温度包括水泥水化热的温度、混凝土结构散热温度及其浇筑的温度。而同外界气温有直接关系的是浇筑温度，浇筑温度会随着外界气温的增温而升高，倘若外界温度降低，又会在一定程度上加大大体积混凝土的内外温差梯度。假如外界气温下降过快，则产生较大的温度应力，很容易造成混凝土开裂。
1.2 水泥水化热的影响。在混凝土浇筑后的七天左右，水泥水化过程中散发大量的热量，通常水泥放出的热量为500J/g。倘若以240-480kg/m3计算，混凝土将释放出热量为1.75*104-2.75*104KJ/M3，致使混凝土內部温度迅速升高，可达70℃，加之混凝土内部同表面的散热不一，就会产生温度梯度，从而使表面产生较大的拉应力，倘若拉应力超过混凝土极限抗拉强度，将出现裂缝。
1.3 混凝土的收缩。混凝土的收缩，易言之，可理解为混凝土在大气中硬结时所发生的体积变化的一种现象。在没有外力影响的情况下，混凝土所出现的变形倘若受到诸如钢筋或者支持条件等的影响的情况下，其就会形成拉应力，造成混凝土裂缝的产生。混凝土硬化初期及后期的收缩是有区别的，前者是在其硬化过程中出现的体积变化，而后者则是其内部水分的蒸发造成的干缩变形。
2 桥梁工程中大体积混凝土裂缝控制措施
2.1 大体积混凝土配合比设计。①原材料的选用。大体积混凝土应选用具有较低水化热的水泥，可选用中热硅酸盐水泥，并最大程度上降低水泥用量。细骨料最好采用中砂，粗骨料如果可泵送，则选用5mm-20mm粒径的连续级配石子，从而降低混凝土的收缩变形。同时，在混凝土中添加粉煤灰一方面可以节约水泥用量，减少水化热；另一方面能在最大程度上加强混凝土后期强度。②外加剂的使用。采用缓凝高效减水剂以及膨胀剂。通过试验证明在混凝土中添加膨胀剂后期内部将形成膨胀应力，能够将部分混凝土的收缩应力进行抵消，从而加强了混凝土抗裂强度。
2.2 温度控制措施和施工现场控制。①按照施工过程中气温情况以及混凝土配合比，通过计算机仿真技术动态预测混凝土施工中的温差，提供结构沿厚度方向的温度分布以及随混凝土龄期变化状况，从而制定混凝土施工期间不产生温度裂缝的温控标准，进而做保温养护优化选择。②优化混凝土浇筑方案。一方面，加强并严格控制混凝土振捣及其时间，确保振捣密实，杜绝漏振、过振，保证混凝土密实均匀；另一方面，加强施工现场的组织、协调管理，保证足够的人财物以及混凝土的供应。浇筑后应将大体积混凝土表面相对厚实的水泥浆做一些必要的处理，通常情况下，是继浇筑3-4h采用木长刮尺刮平，同时为防止表面龟裂，可在混凝土初凝前通过铁滚筒进行碾压1-2遍，然后采用木抹子予以搓平压实；混凝土浇筑完毕后，应及时采取保温措施并进行混凝土养护工作。
2.3 在构造设计上对大体积混凝土应采取的防裂措施。一方面，倘若混凝土结构形式得到合理的设计不仅能够降低水泥水化热而且能够在一定程度上降低项目的数量。鉴于大体积混凝土具有较长的施工时间，根据混凝土结构受力状况对其龄期进行合理的评定与验收，在混凝土评定验收龄期应对其后期强度进行充分的考虑，在一定程度上减少设计的标号，从而降低水泥的用量，而混凝土水泥用量的减少能够实现水泥水化热降低的目的，因而可以有效地防范大体积混凝土裂缝的产生。另一方面，温度应力之所以能够产生是因为边界存在约束，因此可采取优化边界约束的构造设计，倘若遇到具有较强约束的岩石类地基的情况时，为减少温度应力，能够在接触面上布设滑动层。在外约束的接触面上整体布设滑动层能够大幅度地减弱外约束。并且，鉴于混凝土在基坑具备侧限条件，因此可对其进行充分的利用，可在混凝土当中掺和一定量的膨胀剂，进而能够限于基坑的约束而产生预压力，对混凝土由于温度收缩形成的预压力有一定的补偿作用，能在最大程度上防止混凝土开裂。同时，为加强混凝土抗裂性能，还可以通过在混凝土表面增加布设金属扩张网等合理措施。
参考文献：
[1]吴良群.桥梁工程中大体积混凝土裂缝的诸多因素及防治措施[J].广东建材，2011，08：81-82.
[2]靳战峰，么卫良.市政桥梁中大体积混凝土裂缝的原因与防治[A].土木建筑学术文库（第11卷）[C].2009：2.
[3]苗晓辉，易星.某工程大体积混凝土施工的质量控制[J].土木建筑学术文库，2007：418-419.
作者简介：
黄林毅（1972-），男，陕西榆林人，本科，助理工程师，研究方向为公路桥梁施工与管理。