桥梁大体积混凝土温度裂缝控制与处理

ｏ．２７ ｏ．２３ ０．１７
Ｕ舒女
㈣
合成标准不确定度的计算：由于各分项被测样品的与空白的不确 定度来源彼此独立不相关，故检测结果Ｘ的标准不确定度为：
巩‘研＝、／配鲋）＋２砭肛Ｉ）＋２矿。皑２）＋２￡，丽０＋２￡，蕊ｎ＝ｏ．９７％
扩展不确定度为：取＾≯２魄ＦＫד棚＝２×０．９７％＝１．９４％
３．结果及讨论 原子吸收光谱法测定空气中铅含量分析结果为： Ｃ＝（６．４２８ｉＯ．１２４７）”ｇ
ｍａｓｓｉｖｅ
ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｉｎ
ｂｒｉｄｇｅ
ａｒｅ
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ｋｎｏｗ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｃｒａｃｋｓ
ｉｎｓｉｄｅ
ｉｎ
ｂｒｉｄｇｅ。ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ
ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ
ｉｔｓ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｗｅ
●卜———————————————————一 【参考文献】
［１】ＪＪＧｌ０５９－１９９９．测量不确定度评定与表示［ｓ］．
一
Baidu Nhomakorabea
［２］李慎安．测量不确定度表达百问［Ｍ】．北京：中国计量出版社，２０００．９９－１０４． ［３］张霞．为什么实验室要对测量不确定度进行评定［Ｊ】．中国卫生检验杂志，
２００ｌ。６：１２６．
仉一｝×等×△ｋ
＾
＾ｒ
（１）
其中，％为膨胀系数；Ｅ０为期龄７ｈ有效弹性模量；斗为混凝土泊 松比；ａＴ，。为龄期７ｈ混凝土中心最高温度与表面温度的差值。 大体积混凝土外部约束作用下产生的温度应力最大值可按下式 Ｏ＇２，＝＝－－ｋＲＥｏａ。ＡＴ呲 （２）
其中，ＡＬ。＝Ｔｐ＋Ｔｆ．．Ｔｆ，Ｔｐ为混凝土的浇筑温度，Ｔｔ为混凝土温度上 升的最大值，Ｔｆ为混凝土最终稳定的温度；ｌ‘｜ｌ为外部约束系数；Ｅｏ为有 效弹性模量；％为膨胀系数。 ２．２桥梁大体积混凝土温度裂缝控制措施 ２．２．１设计控制措施 ２．２．１．１选择合理的结构形式和分缝分块．改善大体积混凝土浇筑 时内外温度环境，从而减小混凝土内外温差。 ２．２．１．２考虑温度应力和设计荷载共同作用。对结构构件的温度场 进行仿真分析，并对温度应力和收缩力进行验算。 ２．２．１－３合理设置构造钢筋承受水泥水化放热引起的温度应力，以 控制混凝土开裂。 ２．２．１．４优化结构形式，改变结构构件约束条件，减小约束应力。 ２．２．２施一ｒ＝控制措施 ２．２．２．１选用低水化热、高强度水泥和导热性好、线膨胀系数小、级 配合理的骨料，并掺用混合材料以减少用水量、节约水泥。同时。优化 混凝土的配合比。以便在保证混凝土强度及流动度条件下．尽量节省 水泥、降低混凝土绝热温升。 ２．２．２．２选用高性能混凝土，如低收缩高应力松弛混凝土、高性能 补偿收缩混凝土等，通过应力、应变的补偿减小温度应力。 ２．２．２．３在施工前期进行混凝土温控计算。并结合实际监测的温度 场分布及采取的温控措施，适时调整分层厚度和保温措施．从而优化 施工方案。 ２．２．２．４严格控制混凝土的入模板温度，混凝土的入横温度的高低 对于混凝土早期温度的产生和发展有着很大的影响，入模温度过高会 导致混凝土内部升温过高，与外界和表面温差过大，从而大大增加混 凝土表呵产生温度裂缝的机率。 ２．２．２．５用分层连续浇筑或推移式连续浇筑混凝土。以改善约束条 件，减小约束应力。 （下转第３３页）
ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｎｄ
ｃｏｎｔｒｏｌ
ｍｅａｓｕｒｅｓ
ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ
ｌａｓｔ。ｐｒｏｓｅ
ｆｏｒ
ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓｌＢｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｌｎｇ；Ｍａｓｓｉｖｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｃｒａｃｌ【ｓ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ
ｔｈｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｐｒｏｐｏｓｅ
ｗｈｉｃｈ ｍａｄｅ ｂｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ａｔ
ａｎｄ ｏｕｔｓｉｄｅ、ｏｗＩｌ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃｒａｃｋｓ．
万方数据
科技信息
。科教前沿。跹卫嘣ｃＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００９年第１ １期
空白对比。标准不确定度汇总见表２ 襄２标准不确定度汇总裹
标准不确定度￡■（Ｄ 不确定度来源 重复涓量引入的不确定度
由标准不确定度汇总表可以看出。在各分量不确定度中，重复测 量引入的不确定度和样品溶液制备引入的不确定度对实验结果的不
２．桥梁大体积混凝土温度裂缝控制 ２．１温度裂缝的控制计算 在一般情况下．大体积混凝土的自身约束和外部约束同时存在， 因此．大体积混凝土是否产生温度裂缝，取决于混凝土升温膨胀时在 自身约束作用下产生的温度庖力最大值ｏ、．。和降温收缩时在外部约 束作用下产生的温度应力最大值ｃｒ２。之和是否大于混凝土当时的抗 拉强度。 一般认为．大体积混凝土内部升温膨胀时在ｌａ身约束作用下产生 的应力为抛物线分布。并与构件几何尺寸有关，其应力最大值可按下 式计算”ｊ：
Ａ类不确定度￡７私）
Ｂ类不确定度 样品
￡７私１）
以０∞
样品溶液制备引人的不确定度 标准溶液配置引人的不确定度 样品溶液定容引入的不确定度 仪器本身引入的不确定度 样品溶液制备引人的不确定度
ｏ．２９ Ｏ．２７ ｏ．２３ ０．１７ Ｏｊ２９
Ｕ舒ａ
￡７嘏０ ￡，稚Ｏ
空白液 矾０∞
标准溶液配置引人的不确定度 样品溶液定容引入的不确定度 仪器本身引入的不确定度
￡７二佣值（％）
０．鹋
确定度贡献是较大的，这就提示我们在实验过程中，要注意样品的消 化处理以及待测液的重复测量等步骤．最大程度的减少测量结果的不 确定度，保证实验数据的准确性、可靠性。 对于一个检测方法．被测量的技术规定应全面地描述分析及识别 分析不同阶段的不确定度来源。所以应根据实验过程中的实际情况尽 可能地包括所有不确定度分量．但值得注意的是各不确定度分量不应 重复计算。如本实验中的样品机体干扰因素已在样品消解过程中考 虑；仪器检定证书中给出的不确定度已包含了仪器的背景吸收、读数 偏差两项：方法回收率的不确定度也属于不确定度的Ａ类评定的分 量。回收率是对方法内在偏差进行修正的参数，而应用标准检验方法 进行分析测定时．一般不额外考虑方法的内在偏差。故上述实验的不 确定度分析中末作回收率不确定度的估算。样品本身的不确定度分 析：在实际工作中实验人员接受某个样品检测，对被测成分在样品中 分布的均匀程度是很难知道的。特别是食品等与健康相关的产品中某 些被测成分均匀程度的差距更为悬殊。要想通过分析检测来得到样品 的非均匀性不确定度是不现实的。只有采取代表性取样方法、增大取 样量、多次重复测定等方法。石墨炉原子吸收法测定结果不确定度的 估算与火焰原子吸收法是一样的。其分量标准不确定度、合成不确定 度等计算和不确定度的报告等与火焰原子吸收法相同。
Ｕ－－－０．１２４７１ｘｇＰｍｌ，ｋ＝２，蚓％；
相对标准扩展不确定度为：乩Ｆ１．９４％，ｋ＝２，／＇＝９５％。
【责任编辑：汤静】
（上接第２７８页）２．２．２．６加强混凝土的保温养护、降温冷却及测温 工作，根据不同的状态、不同的环境及不同的气候情况选择不同的养 护措施、降温冷却方案。 ３．桥梁大体积混凝土裂缝的处理措施 桥梁大体积混凝土裂缝的出现不但会影响桥梁结构的整体性和 刚度。还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性 和抗疲劳、抗渗能力。因此，在实际工程中，应根据裂缝的性质和具体 情况区别对待、及时处理，以保证桥梁结构的安伞使用。 桥梁大体积混凝土的裂缝分为３种：表面裂缝、深层裂缝和贯穿 裂缝”Ｉ。在裂缝处理之前要分析研究裂缝产生的原因以及裂缝对结构 构件的重要性。然后选择一种或几种处理方法。町选用的处理方法有 以下几种”１： ３．１表面修补法。主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的 表面裂缝以及深层裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹 水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆．沥青等防腐材料，在防护 的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂。可以采用在裂缝 的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 ３．２灌浆封堵法。主要适用于对结构整体性有影响的混凝土裂缝 的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材 料硬化后与混凝土形成一个整体。从而起到封堵加固的目的。 ３．３嵌缝封堵法。主要适用于有防渗要求的混凝土裂缝的修补。它 通常是沿裂缝凿槽．在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。以达到封闭裂 缝的目的。 ３．４结构加固法。当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采 取加固法对混凝土结构进行处理。大体积混凝土结构加固中常用的主 要有以下几种方法：在构件的角部外包型钢、预应力法加固、粘贴钢板 加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固等方法。 ３．５混凝土置换法。主要用于处理受严重损坏混凝土结构构件，此 方法是先将损坏的混凝土剔除。然后再置换入新的混凝土或其他材 料，已达到修复加固的目的。
ｓｔｒｅｓｓ
０．引言 随着我国桥梁事业的飞速发展．大体积混凝土在桥梁基础、锚靛、 桥墩、承台、主塔、主粱等构件中得到了广泛的应用。与此同时，由桥梁 大体积混凝土自身特殊性所决定的桥梁大体积混凝土温度裂缝控制 问题也越来越突出【ｌ】，备受工程各方的关注。温度裂缝的产生不但影 响到结构的承载力和设计效果。而且对结构的安全性和耐久性也有重 要影响０３】。本文从桥梁大体积混凝土温度裂缝产生的机理出发，对大 体积混凝土温度裂缝的控制进行研究。 １．桥梁大体积混凝土温度裂缝产生的机理分析 １．１大体积混凝土内外温差的形成 混凝土是一种不良的导热材料，对于桥梁大体积混凝土而言．由 于其自身的特点。混凝土表面和内部的散热条件大不相同，使得水泥 水化时放出大量的水化热积聚在混凝土内部不易散发，形成较高的水 化热升温。面混凝土表面由于直接和空气接触，散热条件好，表面温度 上升较少．这样就在混凝土内部形成不均匀的温度分布，进而形成外 低内高的温差。 １．２大体积混凝土约束形成温度裂缝的机理分析 大体积混凝土的约束．可分为自身约束和外部约束。自身约束是 由混凝土内部各质点之间相互作用形成的，外部约束是受外部环境中 物体的作用而形成的。 １．２．１自身约束形成温度裂缝的机理 大体积混凝土在水泥水化时．放出大量的水化热使得混凝土内部 温度急剧升高，由于混凝土材料本身的不均质性及构件内部质点参数 的不同，使大体积混凝土内部温度分布不均匀，引起质点变形不一致， 产生自身约束。与此同时，混凝土自中心向外产生较大的热膨胀。但是 这种膨胀义受到自身约束的影响．因而在混凝土中心产生压应力．而 表面则产生托应力（即温度应力）。当表面拉应力超过混凝土当时的抗 拉强度时，就会在大体积混凝七的外表面产生裂缝．这种裂缝比较分 散、裂缝宽度和深度都－ＩＥ４，，俗称“表面裂缝”。它一般发生在浇筑后的 温度上升阶段，是由于混凝七体积发生膨胀所形成的。 １．２．２外部约束形成温度裂缝的机理 大体积混凝土浇筑数１４（一般不少于５ｄ）后．水泥水化热基本卜释放 完毕，由于环境温度较低。这时大体积混凝土就开始逐渐降温．降温的 结果引起混凝土的收缩，产生温度应力；同时，混凝土中多余水分也随 之蒸发，这样就会引起混凝土体积出现不同程度的收缩。而环境中的 其他物体（结构构件、地基等）往往会对大体积混凝土有所约束，使其 不能自由变形。而当内部温度继续下降混凝土收缩产生的温度应力 （一般是拉应力）超过混凝土的当时的抗拉强度时．就会从约束面开 裂．从而形成温度裂缝。 １．３桥梁大体积混凝土温度裂缝的形成原因 从上面的分析町知。造成桥梁大体积混凝土产生裂缝的主要原因 是由于水泥水化放热引起混凝土桥梁混凝－ｐ＿构件内外形成温差，并在 自身约束和外部约束的作用下产生温度应力；随着温度的升高，内外 温差加剧，温度应力增长，最终超过混凝土当时的抗拉强度。形成温度 裂缝。
科技信息
ＯＲ筑与工程ｏ
２００９年第１１期
桥梁大体积混凝土温度裂缝控制与处理
杨海萍ｔ冯长德２曹文涛３ （１．新疆建设职业技术学院新疆乌鲁木齐８３００１１；２．常州兴都房地产开发公司江苏＇ｍｆｆｌ ３．中国市政工程华北设计研究院西安分院陕西西安７１００２１）
２１３１４４；
【摘要】为了使桥粱太体积混凝土温度裂缝得到有效控制，针对桥梁大体积混凝土工程的特点。通过对轿粱大体积混凝土温度袋缝产生 的机理分析研究．认为由混凝土内外温差、自身约束和外部约束共同作用产生的温度应力是形成桥梁大体积混凝土温度裂缝的主要原因，并从 设计和施工两个方面提出了控制措施。最后．对温度裂缝的处理提出了对策。 【关键词】桥梁工程；大体积混凝土；温度裂缝；温度应力 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｍａｓｓｉｖｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｃｒａｃｋｓ