時(shí)間：2023-04-25 14:47:34
導(dǎo)語：在混凝土技術(shù)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1混凝土原材料的選擇
在購買混凝土相關(guān)原材料的時(shí)候，要注意兩個(gè)方面。一是應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，選擇適合工程的材料。不同的土木工程，對(duì)混凝土的體積、承載力的要求都是大不相同的，混凝土的特性也是不同的。舉例來說：橋梁的大體積混凝土和高層建筑的混凝土所要選擇的混凝土類型就有很大的差別。混凝土的性能直接取決于材料，所以在購置原材料的時(shí)候一定要注意工程本身的需求。除此之外，還應(yīng)當(dāng)注意在選購原材料的時(shí)候選擇質(zhì)量和信譽(yù)有保障的正規(guī)廠家，避免在采購環(huán)節(jié)就出現(xiàn)質(zhì)量隱患。上述原則是對(duì)于選擇骨料和水泥等的要求，對(duì)于水來說，很多施工單位都不注意，認(rèn)為水都是一樣的，其實(shí)這種觀念是錯(cuò)誤的，不同地區(qū)的水質(zhì)是不同的，水也有酸堿性等性能上的差異，在選擇水之前必須要進(jìn)行細(xì)致的檢驗(yàn)工作。除了骨料和水，必要時(shí)還要根據(jù)工程的需要購置一些外加劑。
1.2注意混凝土材料及混凝土的運(yùn)輸
原料的運(yùn)輸一般來說沒有特別的要求，但是一定要注意盡可能地減少運(yùn)輸時(shí)間和減少振動(dòng)，因?yàn)椴粩嗟仡嶔ず芸赡芫蜁?huì)使混凝土的性能發(fā)生改變。運(yùn)輸時(shí)還應(yīng)當(dāng)特別注意的就是在陰雨天氣下的運(yùn)輸是需要做好防雨工作的，否則，如果運(yùn)輸?shù)氖窃牧?，就?huì)影響其性能，直接變成不能使用的材料；如果是混凝土的話，將會(huì)直接影響其混合料的配比要求。
1.3進(jìn)行混凝土的配置
混凝土的配置并不是簡單地將所有的材料堆放在一起進(jìn)行攪拌即可，各種材料的比例和放置是有順序的。當(dāng)然這個(gè)順序也不是固定的，是要根據(jù)當(dāng)天的氣候狀況、施工進(jìn)度等等外部的因素決定的。在配置混凝土的過程中，必須嚴(yán)格按照前期的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行，特別是水量的控制一定要精確，結(jié)合當(dāng)天的天氣來對(duì)水量進(jìn)行控制。例如：在非常炎熱的夏天，要考慮到水蒸發(fā)的作用，要適當(dāng)?shù)囟喾乓恍┧?，而在冬季還要防止水凝固成冰，要不斷地?cái)嚢琛?/p>
1.4做好前期的其他準(zhǔn)備工作
除了混凝土材料的購置、運(yùn)輸與配置外，還應(yīng)當(dāng)做好其他的一些前期準(zhǔn)備工作。舉例來說：很多橋梁的施工工程是需要大體積混凝土的，這些大體積混凝土往往需要多層澆筑，前期就要把場地清理干凈，也要觀察上一個(gè)處理環(huán)節(jié)是否已經(jīng)完成。要對(duì)相關(guān)的隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收處理，也要確保模板支撐體系的牢固。最為重要的一點(diǎn)是一定要做安裝好溫度的測量工具，能夠?qū)崟r(shí)地了解混凝土的溫度情況。
2土木工程混凝土施工相關(guān)技術(shù)分析
在施工中，也有很多的要點(diǎn)需要注意。要點(diǎn)有很多，文章拘于篇幅問題不可能一一羅列，在這里僅將重要的幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行闡述。首先，就是溫度的控制。在前期的準(zhǔn)備工作已經(jīng)準(zhǔn)備了測溫管，但是還應(yīng)當(dāng)了解混凝土發(fā)熱的原理來進(jìn)行針對(duì)性的處理?；炷恋膬?nèi)部熱量絕大部分是由水泥造成的，水泥遇水會(huì)發(fā)生反應(yīng)，會(huì)放出大量的熱量。那么在某些工期比較緊，天氣比較炎熱的情況下，混凝土的配置和澆筑盡量選擇在太陽落山以后，或者盡可能選擇一些水熱化較低的混凝土類型，例如：硅酸鹽水泥制成的混凝土。而在寒冷的冬天，則需要進(jìn)行相關(guān)的保溫措施，因?yàn)榛炷帘砻娴难杆倌Y(jié)會(huì)使內(nèi)外的壓力不盡相同，成型以后會(huì)造成裂縫的出現(xiàn)。其次，在澆筑時(shí)應(yīng)當(dāng)注意一些要點(diǎn)。第一，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照既定的工序來進(jìn)行澆筑活動(dòng)，即先自然流淌、水平分層；進(jìn)而斜向分段；最后一次到頂。在配置的時(shí)候可以加水調(diào)整，但是在澆筑的過程中，嚴(yán)禁隨意地向混凝土中間加水，這樣會(huì)造成離析等現(xiàn)象的出現(xiàn)，嚴(yán)重降低混凝土的強(qiáng)度。第二，在分層澆筑的時(shí)候一定要確定之前澆筑的一層是否已經(jīng)被覆蓋，并且要對(duì)兩次澆筑之間的時(shí)間間隔進(jìn)行把握，防止裂縫的出現(xiàn)。第三，混凝土的振搗工作應(yīng)當(dāng)對(duì)不同部位進(jìn)行多次振搗，振搗的位置和強(qiáng)度都應(yīng)當(dāng)有具體的要求。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：事故處理結(jié)構(gòu)防火
1火災(zāi)現(xiàn)場的資料收集
火災(zāi)事故一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)盡可能早地進(jìn)入現(xiàn)場或其周圍了解情況。在火災(zāi)撲滅之后，更應(yīng)在現(xiàn)場未經(jīng)破壞時(shí)收集原始資料。
(1)起火時(shí)間、原因與滅火方式。建筑物的起火時(shí)間與火災(zāi)延續(xù)時(shí)間應(yīng)予詳細(xì)記錄?；馂?zāi)發(fā)生之后，有一個(gè)火勢(shì)從小到大的發(fā)展階段，再經(jīng)過滅火或空氣、燃料耗盡而火勢(shì)減弱直至熄滅。要盡可能地找出火源所在位置，查明失火的原因，這對(duì)以后避免火災(zāi)發(fā)生很有意義。不同的受災(zāi)對(duì)象有不同的滅火方式，要說明滅火使用的手段。
(2)火勢(shì)蔓延的過程與過火范圍。從火源處開始，通過可燃物的燃燒，過火范圍逐步擴(kuò)大?；饎?shì)常通過門窗、樓梯間、過道、天井等蔓延至其他位置與樓層?；饎?shì)能否蔓延與通風(fēng)條件有很大關(guān)系。由于建筑物各部分火燒時(shí)間不同，受損的程度也還大有差異。
(3)可燃物品統(tǒng)計(jì)。特別對(duì)工礦企業(yè)，可燃物的品種、數(shù)量與存放方式各有不同，應(yīng)分別查明，記錄在案。還需說明可燃物在火災(zāi)后的燃燒狀況，如燒毀多少、殘存多少等。
(4)結(jié)構(gòu)損毀程度。鋼筋混凝士結(jié)構(gòu)受不同溫度不同時(shí)間的作用，有多種損壞情況。在各個(gè)過火區(qū)域要分別調(diào)查結(jié)構(gòu)損毀程度，例如結(jié)構(gòu)本體是否完好，外觀破壞程度，包括保護(hù)層剝落、鋼筋外露、裂縫開展以及構(gòu)件變形等等。
(5)現(xiàn)場材料取證?；馂?zāi)現(xiàn)場一般都有各種金屬與非金屬材料，如銅、鐵、鋁、玻璃等、它們?cè)诮?jīng)受溫度作用時(shí)會(huì)發(fā)生不同的物理化學(xué)變化,鋁與鋁合金在600～700℃、黃銅在900～1000℃、鑄鐵在1100～1200℃會(huì)有金屬滴產(chǎn)生；玻璃在700℃時(shí)軟化，而在850℃時(shí)熔化,在不同過火區(qū)域取證這些典型樣品，對(duì)火災(zāi)的鑒定有很大作用。
(6)混凝土取樣?；炷潦墙M成結(jié)構(gòu)的主要材料，其損毀程度與建筑物修復(fù)的關(guān)系最大?；炷猎诟邷刈饔孟聲?huì)發(fā)生物理變化與化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)溫度在300℃以下時(shí)，混凝土無變化，隨著溫度的升高，水泥水化物(主要是硅酸鈣與氫氧化鈣晶體)將會(huì)有顯著的變化?？赏ㄟ^掃瞄電子顯微鏡，拍攝到清晰的照片，再結(jié)合X射線衍射分析，能有效地鑒定混凝土受火的損傷狀態(tài)。
2火災(zāi)的技術(shù)分析資料
根據(jù)現(xiàn)場勘測收集的資料，進(jìn)行綜合分析，在技術(shù)上作出判斷與評(píng)估，這些技術(shù)分析資料主要有：
(1)結(jié)構(gòu)受火溫度?？筛鶕?jù)以下情況綜合分析：
混凝土表面顏色的變化與溫度有關(guān)：300℃以下顏色不變，300～600℃轉(zhuǎn)為粉紅至紅色，600～950℃轉(zhuǎn)為灰白至淡黃，大于950℃則為灰黃色；現(xiàn)場材料取證(見前述)；構(gòu)件外觀狀況：300℃以下無顯著變化，300～600℃表面開裂，石英質(zhì)骨料發(fā)生爆裂，600～900℃混凝土剝落起殼，輕擊后脫離，部分鋼筋外露，表面疏松，900℃以上表面呈粉末狀，至1200℃熔融；掃瞄電子顯微鏡與X射線衍射分析；碳化深度檢測：混凝士正常碳化通常發(fā)生在表面，火災(zāi)引起的碳化可出現(xiàn)在內(nèi)部。用碳化深度可檢測受火表面溫度。
(2)混凝土高溫后力學(xué)性能。混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系等均與溫度有關(guān),當(dāng)溫度確定后，均可予以推斷?；炷繌?qiáng)度還可用鉆芯取樣、回彈儀檢測、超聲檢測等方法直接測得，并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
(3)鋼筋高溫后力學(xué)性能。包括屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、彈性模量等也與溫度有關(guān)，可通過由實(shí)驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算獲得。
(4)結(jié)構(gòu)殘余承載力。從混凝土與鋼筋高溫后的強(qiáng)度可計(jì)算火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的殘余承載力(結(jié)構(gòu)承載力因受高溫作用而下降)。必要時(shí)可在火災(zāi)現(xiàn)場不同區(qū)域選取典型構(gòu)件進(jìn)行加載試驗(yàn)。
(5)結(jié)構(gòu)損傷度。結(jié)構(gòu)災(zāi)后損傷程度分為4級(jí):1級(jí)為輕度損傷,只是表面裝飾部分遭受損壞，或表面損傷輕微，結(jié)構(gòu)本體完好。2級(jí)為中度損傷,損傷深度達(dá)到混凝土保護(hù)層，使保護(hù)部分剝落，但受拉主筋未受損傷，構(gòu)件整體性好，變形不超過規(guī)范規(guī)定值。3級(jí)為嚴(yán)重?fù)p傷,混凝士保護(hù)層大片剝落、主筋外露，粘結(jié)力破壞，構(gòu)件明顯變形。4級(jí)為嚴(yán)重破壞,混凝士構(gòu)件表面大面積損傷剝落、嚴(yán)重開裂，結(jié)構(gòu)變形很大，構(gòu)件遭到嚴(yán)重破壞，已成為危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)。
(6)修復(fù)措施。對(duì)于損傷度為1～3級(jí)的結(jié)構(gòu)，可分別采取相應(yīng)的技術(shù)措施予以修復(fù),由有關(guān)部門應(yīng)提出結(jié)構(gòu)修復(fù)的技術(shù)文本。
3資料的系統(tǒng)歸檔
火災(zāi)發(fā)生以后直至處理結(jié)束，應(yīng)將所有資料系統(tǒng)歸檔，這些將由不同單位和不同方式提供的火災(zāi)現(xiàn)場資料與技術(shù)分析資料有:
(1)火災(zāi)現(xiàn)場資料。根據(jù)資料不同的性質(zhì)，將分別由消防部門、業(yè)主、有關(guān)技術(shù)人員等提供。資料包括書面文件、材料樣品、照片、錄像等。除書面文件外，其他資料還應(yīng)有詳細(xì)說明。
(2)專家技術(shù)人員的技術(shù)鑒定書。火災(zāi)對(duì)結(jié)構(gòu)破壞的技術(shù)分析，只能由專門技術(shù)人員作出,并提供技術(shù)鑒定書與評(píng)估意見。
(3)圖紙。由業(yè)主提供受災(zāi)建筑物的設(shè)計(jì)圖紙。專家技術(shù)人員在檢測過程中，應(yīng)對(duì)圖紙上每個(gè)構(gòu)件編號(hào)，說明受損情況，以便采取相應(yīng)的修復(fù)措施。由于建筑物受災(zāi)程度不等，故進(jìn)行全面檢測后，要對(duì)圖紙中標(biāo)明的過火區(qū)域按不同損傷情況分區(qū)，劃為嚴(yán)重受災(zāi)區(qū)、中等受災(zāi)區(qū)、輕微受災(zāi)區(qū)、未受災(zāi)區(qū)等。
（4）結(jié)構(gòu)修復(fù)設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)物修復(fù)的施工技術(shù)文件。
高標(biāo)號(hào)混凝土分區(qū)域開拓延伸的形式多樣，但是具備一定的共同之處，例如，使用分區(qū)域開拓延伸方式可以針對(duì)那些瓦斯量多、開采深度深的礦井進(jìn)行分區(qū)建設(shè)，盡可能縮短施工時(shí)間，實(shí)現(xiàn)分區(qū)域投產(chǎn)。其次，該方式的使用能夠減少占地面積，降低資金使用量，實(shí)現(xiàn)地面主要生產(chǎn)系統(tǒng)的有效統(tǒng)一，減少壓煤量。因此，實(shí)施高標(biāo)號(hào)混凝土分區(qū)域開拓延伸可以大大提升設(shè)備能力，促進(jìn)生產(chǎn)管理的集中化，提高工作效率，保證井下作業(yè)的安全，最大程度獲取經(jīng)濟(jì)效益。
2煤礦礦井開拓技術(shù)改造以及巷道布置改進(jìn)途徑
2．1礦井實(shí)施集中化的生產(chǎn)礦井管理
對(duì)煤礦礦井的井田范圍進(jìn)行持續(xù)調(diào)整和擴(kuò)大，或者實(shí)施井口合并處理，可以從根本上改變煤礦礦區(qū)不同生產(chǎn)礦井的具體布置。提高礦井產(chǎn)量，并實(shí)現(xiàn)良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。我們應(yīng)該針對(duì)生產(chǎn)礦井實(shí)施科學(xué)集中管理，進(jìn)而縮短施工生產(chǎn)戰(zhàn)線，減少巷道開拓?cái)?shù)量以及工程維護(hù)工作量，減少占地面積，有效適應(yīng)不斷變化的礦井生產(chǎn)需要。
2．2促進(jìn)工作面長度選擇的科學(xué)化
在進(jìn)行煤礦礦井開拓工作和巷道布置工作時(shí)，一般需要對(duì)工作面長度進(jìn)行科學(xué)選擇，減少巷道工程量。通過這種方式能夠促進(jìn)回采工作面單產(chǎn)的提高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤礦采區(qū)集中生產(chǎn)。在具體工作中，工作面長度的選擇應(yīng)該在綜合考慮礦井具體條件以及生產(chǎn)時(shí)間的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并從長遠(yuǎn)角度考慮礦井的發(fā)展方向，為煤礦礦井開拓工作和采區(qū)巷道布置工作的開展提供科學(xué)依據(jù)。
2．3礦井對(duì)采區(qū)巷道進(jìn)行聯(lián)合布置
在開采煤層群的過程中，我們可以對(duì)煤礦的采區(qū)巷道進(jìn)行聯(lián)合布置，促進(jìn)煤礦儲(chǔ)量的增加，促進(jìn)采區(qū)服務(wù)年限的增加，并推動(dòng)生產(chǎn)工作面數(shù)量的增多，提升煤礦采區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)能力，達(dá)到減少礦井內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)煤礦采區(qū)數(shù)量的目的。
3結(jié)語
1)建筑抗震設(shè)防分類:抗震設(shè)防類別為丙類。2)本工程建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年。3)本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0．2g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。4)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí):丙級(jí)。5)按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》確定建筑物分類:丙類。6)防火等級(jí)為:一級(jí)。4荷載作用取值1)自然條件:基本風(fēng)壓:0．40kN/m2;基本雪壓:0．35kN/m2．2)樓(屋)面使用荷載:教室:2．0kN/m2;活動(dòng)室:4．0kN/m2;盥洗室，衛(wèi)生間(有蹲坑):2．0(8．0)kN/m2;樓梯、走廊、陽臺(tái):3．5kN/m2;上人屋面:2．0kN/m2;不上人屋面:0．5kN/m2;檔案室:5kN/m2;庫房:5kN/m2。
2地基處理
根據(jù)參考地質(zhì)報(bào)告，本場地屬于非自重濕陷性場地，地基濕陷等級(jí)為Ⅱ類，采用強(qiáng)夯法，消除濕陷提高承載力。計(jì)算分析選用中國建筑科學(xué)研究院編制的《基礎(chǔ)工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件》JCCAD2010版?；A(chǔ)采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)及獨(dú)立柱基。
3上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1)A，B，C區(qū)采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，D，E，F(xiàn)區(qū)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。地震作用按8度0．2g進(jìn)行計(jì)算，抗震措施按8度0．2g進(jìn)行設(shè)計(jì)，A，B，C建筑框架的抗震等級(jí)為三級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí);D，E，F(xiàn)區(qū)框架等級(jí)為二級(jí)?？拐鹩?jì)算采用振型分解反應(yīng)譜法，結(jié)構(gòu)整體分析選用中國建筑科學(xué)研究院編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件》SATWE2010版。采用總剛分析方法，計(jì)算結(jié)果如下:A區(qū):周期，地震力與振型分析見表1～表3。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/1033;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/1213。B區(qū):結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/1030;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/1212。C區(qū):周期，地震力與振型分析見表7～表9。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/1044;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/1045。D區(qū):振動(dòng)周期見表10。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/710;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/605。E區(qū):振動(dòng)周期見表11。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/551;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/601。F區(qū):振動(dòng)周期見表12。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/628;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/623。各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范相應(yīng)要求。3)最外層鋼筋的混凝土保護(hù)層(mm):a．基礎(chǔ)梁及地下室底板:下部鋼筋:有墊層40;無墊層70，上部鋼筋40;b．地下室外墻:外側(cè)50，內(nèi)側(cè)20;c．柱:地下與土壤接觸面:防水混凝土50，其余部位25;且不小于縱筋直徑;d．梁:室外露天環(huán)境35，室內(nèi)潮濕環(huán)境25，其余部位20;且不小于縱筋直徑;e．在一類環(huán)境下各層樓板、樓梯板為15，梁為20;在二a類環(huán)境下各層樓板、樓梯板為20，梁為25;在二b類環(huán)境下各層樓板、樓梯板為25，梁為35;f．梁板中預(yù)埋管的混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)大于30。4)本工程各部分之間設(shè)置抗震縫，主體長度超過規(guī)范要求時(shí)相應(yīng)部位設(shè)置后澆帶，減少混凝土收縮影響。5)材料?；炷?A，B，C區(qū)柱、墻:1層～2層頂為C40;3層～4層頂為C35;5層～6層頂為C30;D，E，F(xiàn)區(qū)柱:C30。梁、板:C30?；A(chǔ):C30。樓梯、女兒墻、雨篷、挑檐、構(gòu)架等露天構(gòu)件:C30。圈梁、構(gòu)造柱:C25。填充墻:±0．000以下采用MU10頁巖燒結(jié)磚，M10水泥砂漿砌筑，±0．000及以上采用A3．5加氣混凝土砌塊(容重不大于6kN/m3)，M5混合砂漿砌筑。鋼筋:采用HPB300級(jí)，HRB335級(jí)和HRB400級(jí)鋼筋。
4結(jié)語
為保證水利水電工程的安全性，混凝土結(jié)構(gòu)必須具備相當(dāng)高的強(qiáng)度。由于施工區(qū)域的地理因素和環(huán)境因素各有不同，在施工過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮具體的外部因素，合理調(diào)節(jié)混凝土結(jié)構(gòu)，保證工程在抗震、抗凍、防滲和耐久性等各方面符合安全和使用要求。同時(shí)，由于水利水電工程通常都是需要長期運(yùn)行的工程，因此外部環(huán)境會(huì)不可避免地發(fā)生改變，而混凝土隨著時(shí)間推移，會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，同時(shí)在運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生的載荷變化，這都將影響混凝土施工技術(shù)的施工質(zhì)量，進(jìn)而影響到大壩、地基、防滲墻等關(guān)鍵設(shè)施的安全性。比如發(fā)生于2013年2月2日的黑龍江省農(nóng)墾海倫農(nóng)場星火水庫潰口事故，據(jù)查正是由于混凝土施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致基礎(chǔ)滲透破壞加之長時(shí)間違規(guī)超標(biāo)準(zhǔn)蓄水從而導(dǎo)致了事故的發(fā)生。而廣東省位于我國東南沿海地區(qū)，每年的4、5月份和7、8月份都是汛期，汛期期間降水較多，河流流量增大，對(duì)于水利工程的運(yùn)行是一個(gè)嚴(yán)峻考驗(yàn)。這就要求與廣東省有著相似氣候特點(diǎn)的地區(qū)在設(shè)計(jì)混凝土施工技術(shù)時(shí)，要充分考慮工程的防滲和耐沖擊性。
2混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
2．1大壩的分縫分塊技術(shù)經(jīng)過從業(yè)人員的不懈努力及創(chuàng)新，近年來混凝土施工技術(shù)的水平也得到了較大水平的提高。以大壩的施工技術(shù)為例，由于現(xiàn)在的大壩主體都采用混凝土澆筑，導(dǎo)致大壩不能一次性完成，促使了分縫分塊澆筑技術(shù)的產(chǎn)生。將混凝土壩用縱、橫縫和施工縫分成壩塊和壩段，分層進(jìn)行澆筑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了施工過程中的溫度控制，同時(shí)提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量。比如位于云南省麗江市境內(nèi)的金安橋大壩，就是運(yùn)用了分縫分塊技術(shù)，使得溫度應(yīng)力明顯降低，同時(shí)也減小了壩體出現(xiàn)裂縫的可能性，保證了工程的質(zhì)量和安全性。
2．2大壩的接縫灌漿技術(shù)接縫灌漿技術(shù)一般使用水溶性膠凝材料，利用混凝土漿液輸送技術(shù)將漿液關(guān)注到施工縫隙中進(jìn)行填充處理，將各壩段連接成為一個(gè)整體，對(duì)大壩橫縫的接縫灌漿技術(shù)通過對(duì)灌漿材料與原有的混凝土界面進(jìn)行固化反應(yīng)，保證了混凝土拱壩、縱縫和有其他整體性要求的大壩的完整性，該技術(shù)有效提高了壩體的防滲效果，提升了工程的安全性能，減少了竣工后的工程維護(hù)費(fèi)用。比如在三峽大壩的施工過程中，就采用了單比級(jí)灌漿技術(shù)，極大提高了壩體防滲能力。
2．3堆石混凝土技術(shù)的應(yīng)用由清華大學(xué)于2003年創(chuàng)新發(fā)明的堆石混凝土技術(shù)近些年來在水利水電工程中也得到了廣泛應(yīng)用，將粒徑不小于30cm的塊石堆滿倉面，然后利用自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性和抗分離性最大限度的降低了水泥用量和水化熱，提高了施工過程中的機(jī)械化程度，有效的降低了施工投入，同時(shí)簡化了施工程序，使得工程質(zhì)量更加便于控制。從2003年該項(xiàng)技術(shù)誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)在山東蒙山水庫、山西恒山水庫等水利工程中得到了應(yīng)用，體現(xiàn)了該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
3混凝土施工技術(shù)的缺陷及改進(jìn)措施
在前文中已經(jīng)指出，在進(jìn)行混凝土施工前必須充分考慮施工地域的具體情況，對(duì)于不同的水利水電工程構(gòu)造，都有一系列與之對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此在設(shè)計(jì)過程中施工單位要合理地調(diào)整混凝土各成分的配比，嚴(yán)格控制用水量，以期竣工后的工程能夠適應(yīng)其所處環(huán)境，確保工程的抗震、抗凍、防滲等方面符合要求，保證工程質(zhì)量和安全性，避免安全事故的發(fā)生。在特殊時(shí)期，比如汛期和氣溫較低時(shí)期，要加大對(duì)工程的巡防力度，對(duì)工程的關(guān)鍵設(shè)施和易受沖擊位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保工程在任何時(shí)期都能安全、平穩(wěn)地運(yùn)行。對(duì)我國近些年來發(fā)生的水利水電工程事故進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)很多中小型工程都存在混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度普遍偏低的現(xiàn)象，這與作業(yè)流程方式不科學(xué)有很大關(guān)系。為了控制成本，目前很多中小型水利工程的施工過程中很多環(huán)節(jié)都依靠手工操作，這就導(dǎo)致很大程度上無法保證施工質(zhì)量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，工程的抗震、防滲等性能得不到保證，在汛期等特殊時(shí)期發(fā)生安全事故的可能性增大?，F(xiàn)在在很多小型城市的中小型水利工程的施工很多都交由一些中小型企業(yè)承擔(dān)，而這些企業(yè)從自身的經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)，很多會(huì)采用不合格的建筑材料，而且施工人員的專業(yè)素質(zhì)也得不到保障，而且管理體系不完整，工程設(shè)計(jì)方案不科學(xué)，甚至單純依靠施工人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工作業(yè)，這就極大提高了事故發(fā)生的可能性。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，施工單位應(yīng)該避開“遇到問題靠經(jīng)驗(yàn)”的怪圈，充分認(rèn)識(shí)到保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵性，提高施工人員的自身素質(zhì);相關(guān)監(jiān)管部門要加大監(jiān)管力度，在工程的驗(yàn)收過程中，相關(guān)人員要有高度的責(zé)任感，深刻理解不合格工程的巨大潛在危害，對(duì)于不合格工程，要堅(jiān)決對(duì)相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行處理并責(zé)令對(duì)工程進(jìn)行整改甚至取締，將事故發(fā)生的可能性扼殺在源頭。
4結(jié)語
在進(jìn)行橋梁工程施工的過程中，要不斷的完善現(xiàn)有的橋梁工程技術(shù)，并在完善橋梁工程技術(shù)的過程中，多方面尋求幫助，提升橋梁工程的施工效果。具體的來說，就是在進(jìn)行橋梁工程的施工過程中，通過擴(kuò)大橋梁工程的施工技術(shù)交流，來滿足橋梁工程事業(yè)的發(fā)展。與此同時(shí)，在進(jìn)行橋梁工程建設(shè)的過程中，也要充分的注意到對(duì)于惡劣的施工環(huán)境的低于情況。在本文中，就將具體的介紹對(duì)于水泥混凝土有著較大傷害的冬季天氣的情況下，進(jìn)行橋梁工程施工所要注意的問題，并針對(duì)這些問題提出相應(yīng)的解決方案。
2橋梁工程混凝土冬季施工技術(shù)的應(yīng)用探討
2.1制作并安裝鋼筋籠
目前，在采用混凝土冬季施工技術(shù)進(jìn)行橋梁工程施工的過程中，制作并安裝鋼筋籠也顯得至關(guān)重要。首先，鋼筋籠的制作。由于冬季環(huán)境的溫度較低，因而需要考慮到低溫對(duì)橋梁工程施工過程的影響。同時(shí)，橋梁工程施工還需要盡量選用整個(gè)鋼筋作為主要的支撐力量，以提高鋼筋籠的質(zhì)量。第二，鋼筋籠的安裝。在按照鋼筋籠之前，還應(yīng)該采取探孔器對(duì)鉆的孔進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，并且根據(jù)孔的直徑確定探孔器的直徑，以保證安裝過程的順利完成。一旦在安裝鋼筋籠的過程中出現(xiàn)問題，一定要預(yù)先查明出現(xiàn)問題的原因，以防止出現(xiàn)坍塌事故。
2.2混凝土拌制
在橋梁工程冬季施工的過程中，混凝土一般都是在橋梁工程施工現(xiàn)場當(dāng)場攪拌的，因而需要從攪拌的過程中就開始對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行控制。在進(jìn)行施工的過程中，要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)水泥混凝土材料的質(zhì)量保證：首先，在進(jìn)行水泥混凝土制備的過程中，要保證進(jìn)行水泥混凝土制備的材料的配比處于正常的范圍之內(nèi)，并且通過該配比所制備出來的水泥混凝土材料的性能可以滿足實(shí)際的施工需要；其次，在進(jìn)行施工的過程中，要保證進(jìn)行施工的水泥混凝土材料的質(zhì)量可以滿足實(shí)際施工的需要，保證橋梁工程的安全完工；最后，在進(jìn)行水泥混凝土制備的過程中，要保證水泥混凝土材料的制備符合相關(guān)的規(guī)章制度，滿足橋梁工程的實(shí)際需要。
2.3混凝土冬季灌注施工
在采用冬季混凝土施工技術(shù)進(jìn)行橋梁工程施工時(shí)，一定要保證混凝土泥漿的量足夠。尤其是第一次混凝土泥漿的灌注，嚴(yán)格禁止灌注泥漿的量不足，這就會(huì)給后續(xù)的工作帶來嚴(yán)重的影響。灌注泥漿的時(shí)間還應(yīng)該根據(jù)混凝土凝固的時(shí)間來確定，尤其是在水下進(jìn)行灌注施工時(shí)，更加要在灌注泥漿前對(duì)混凝土進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，同時(shí)，還要嚴(yán)格控制灌注的速度。
3橋梁工程中混凝土冬季施工技術(shù)介紹
3.1采用降溫管降低混凝土內(nèi)部溫度
在采用降溫管降低混凝土內(nèi)部溫度的過程中，應(yīng)該保證混凝土內(nèi)部的溫度與外界環(huán)境之間溫度的差距，同時(shí)及時(shí)對(duì)水的溫度進(jìn)行調(diào)整。由于冬季溫度較低，因而一般不需要再利用冷凝水進(jìn)行溫度的調(diào)整。但是，需要保持混凝土內(nèi)部的穩(wěn)定滿足設(shè)計(jì)的要求而不能過低。
3.2通過混凝土配合比設(shè)計(jì)降低水泥水化熱
在橋梁工程中采用混凝土冬季施工技術(shù)時(shí)，混凝土原料的配比能夠提高混凝土的均勻性，提高混凝土的抗裂縫能力，主要包括石子的選用和細(xì)沙的使用。當(dāng)然，在混凝土中加入一定量的復(fù)合多功能超細(xì)粉，以保證混凝土的密實(shí)性，還能防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，最后通過實(shí)驗(yàn)得出混凝土最優(yōu)的原料配比?；炷僚渲玫倪^程中，可以加入一定量的緩凝劑，以延長混凝土凝固的時(shí)間，改善混凝土的一些性質(zhì)，同時(shí)，減少混凝土制備時(shí)的用水量，水熱化的作用。
3.3材料預(yù)升溫
由于溫度對(duì)鋼筋混凝土的質(zhì)量有很大的影響，因而掌握天氣資料比較重要，以便在進(jìn)行橋梁工程混凝土施工時(shí)，使得施工人員了解外界的溫度，就能夠很好地在施工過程中控制的混凝土的溫度，也要防止橋梁工程的施工與陰雨天氣避開。尤其是在冬季，外界環(huán)境的溫度一般較低，并且溫度對(duì)混凝土材料的影響很大，因而需要通過預(yù)升溫，以保證橋梁工程中混凝土冬季施工的溫度能夠滿足材料對(duì)溫度的要求。因此，對(duì)配置混凝土的材料進(jìn)行預(yù)升溫處理非常重要。
3.4混凝土冬季施工技術(shù)
為了避免由于混凝土的施工技術(shù)不到位而影響橋梁工程冬季施工的質(zhì)量，提高混凝土的耐久性，還要提高樁基約束對(duì)混凝土造成問題的抵抗力，降低混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，混凝土的澆注過程一般采用一次性澆注的方法。同時(shí)，橋梁工程每一段厚度和質(zhì)量要求都不一樣，使得澆注混凝土的順序和方向也不同，為了防止橋梁工程出現(xiàn)裂縫，應(yīng)該加強(qiáng)相鄰橋梁段之間的澆注工作.同時(shí)，對(duì)配置混凝土的水灰比也要進(jìn)行較好的控制，盡量使得混凝土攪拌的均勻，當(dāng)然，為了提高混凝土的密實(shí)性，可以在橋梁的一側(cè)設(shè)置一些預(yù)留孔。最后，采用不同規(guī)模的鋼管將混凝土送入到模板的底部，保證混凝土不發(fā)生離析現(xiàn)象。
4結(jié)論
論文摘要：鋼管混凝土拱橋作為一種承受壓力的空間曲桿體系，不可避免的涉及到穩(wěn)定問題。隨著鋼管混凝土跨徑不斷的增大，對(duì)于其穩(wěn)定性計(jì)算必須考慮非線性的影響，本文主要是介紹當(dāng)拱橋穩(wěn)定性計(jì)算理論及非線性分析理論。
隨著鋼管混凝土組合材料研究不斷深入，施工工藝的大幅度改進(jìn)，鋼管混凝土拱橋在全世界范圍內(nèi)，特別是在我國得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自從1990年我國第一座鋼管混凝土拱橋建成以來到目前為止，我國已建或在建鋼管混凝土拱橋有200多座。鋼管混凝土拱橋之所以發(fā)展如此迅速，主要具有如下特點(diǎn)：（1）施工方便，節(jié)省費(fèi)用；（2）有較成熟的施工技術(shù)作支撐；（3）跨越能力大，適應(yīng)能力強(qiáng)；（4）造型優(yōu)美，體現(xiàn)了民族特色；（5）大直徑鋼管卷制工業(yè)化，有力地促進(jìn)了我國鋼管混凝土拱橋的發(fā)展。
隨著鋼管混凝土拱橋的跨徑的增大，剛度越來越柔，作為以受壓為主的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。不少學(xué)者根據(jù)不同的拱橋形式在不同的參數(shù)下，提出了不同的假設(shè)，推導(dǎo)出了很多簡化的穩(wěn)定公式。這些穩(wěn)定公式將為有限元發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。本文主要是對(duì)拱橋穩(wěn)定計(jì)算理論進(jìn)行簡單的闡述。
1 穩(wěn)定計(jì)算理論
1.1 概述
穩(wěn)定問題是橋梁工程常常遇到的問題，與強(qiáng)度問題同等重要。但是，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題不問于強(qiáng)度問題，結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)與材料的強(qiáng)度沒有密切的關(guān)系。結(jié)構(gòu)失穩(wěn)是指結(jié)構(gòu)在外力增加到某一量值時(shí)，穩(wěn)定性平衡狀態(tài)開始傷失，稍有撓動(dòng)，結(jié)構(gòu)變形迅速增大，從而使結(jié)構(gòu)失去正常工作能力的現(xiàn)象。在橋梁工程中，總是要求其保持穩(wěn)定平衡，也即沿各個(gè)方向都是穩(wěn)定的。
在工程結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件、部件及整個(gè)結(jié)構(gòu)體系都不允許發(fā)生失穩(wěn)。屈曲不僅使工程結(jié)構(gòu)發(fā)生過大的變形，而且往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中，不斷利用高強(qiáng)輕質(zhì)材料，在大跨度和高層結(jié)構(gòu)中，穩(wěn)定向題顯得尤為突出。
根據(jù)上程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)平衡狀態(tài)的變化特征，存在若干類穩(wěn)定問題。土建工程結(jié)構(gòu)中，主要是下列兩類：
（1） 第一類穩(wěn)定問題（分枝點(diǎn)失穩(wěn)）：以小位移理論為基礎(chǔ)。
（2） 第二類穩(wěn)定問題（極值點(diǎn)失穩(wěn)）：以大位移非線性理論的基礎(chǔ)。
實(shí)際工程中的穩(wěn)定問題一般都表現(xiàn)為第二類問題，但是，由于第一類穩(wěn)定問題是特征值問題，求解方便，在許多情況下兩類問題的臨界值又相差不大，因此研究第一類穩(wěn)定問題仍有著重要的工程意義。
研究壓桿屈曲穩(wěn)定問題常用的方法有靜力平衡法((Eular方法)、能量法(Timosheko方法)、缺陷法和振動(dòng)法。
靜力平衡法：是從平衡狀態(tài)來研究壓桿屈曲特征的，即研究荷載達(dá)到多大時(shí)，彈性系統(tǒng)可以發(fā)生失穩(wěn)的平衡狀態(tài)，其實(shí)質(zhì)是求彈性系統(tǒng)的平衡路徑(曲線)的分支點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載值(臨界荷載)。
能量法：表示當(dāng)彈性系統(tǒng)的勢(shì)能為正定時(shí)，平衡是穩(wěn)定的；當(dāng)勢(shì)能為不正定時(shí)，平衡是不穩(wěn)定的；當(dāng)勢(shì)能為0時(shí)，平衡是中性的，即臨界狀態(tài)。
缺陷法：認(rèn)為完善而無缺陷的力學(xué)中心受壓直桿是不存在的。由于缺陷的影響，桿件開始受力時(shí)即產(chǎn)生彎曲變形，其值要視其缺陷程度而定。在一般條件下，缺陷總是很小的，彎曲變形不顯著，只是當(dāng)荷載接近完善系統(tǒng)的臨界值時(shí)，變形才迅速增大，由此確定其失穩(wěn)條件。
振動(dòng)法從動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來研究壓桿穩(wěn)定問題，當(dāng)壓桿在給定的壓力下，受到一定的初始擾動(dòng)后，必將產(chǎn)生自由振動(dòng)，如果振動(dòng)隨時(shí)間的增加是收斂的，則壓桿是穩(wěn)定的。
以上四種方法對(duì)于歐拉壓桿而言，得到的臨界荷載是相同的。如果仔細(xì)研究一下可以發(fā)現(xiàn)它們的結(jié)論并不完全一致，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
靜力平衡法的結(jié)論只能指出，當(dāng)P=P1、 P2、…、Pn時(shí)，壓桿可能發(fā)生屈曲現(xiàn)象，至于哪種最有可能，并無抉擇的條件。同時(shí)在P≠P1， P2，…、Pn時(shí)，屈曲的變形形式根本不能平衡，因此無法回答極限系數(shù)的平衡是不穩(wěn)定的問題。
缺陷法的結(jié)論也只能指出當(dāng)P=P1、P2 ，…、Pn時(shí)，桿件將發(fā)生無限變形，所以是不穩(wěn)定的。但對(duì)于P在P1、P2…、Pn各值之間時(shí)壓桿是否穩(wěn)定的問題也不能解釋。
能量法和振動(dòng)法都指出，P>P1之后不論P(yáng)值有多大，壓桿直線形式的平衡都是不穩(wěn)定的。這個(gè)結(jié)論和事實(shí)完全一致。
由于鋼管混凝土系桿拱橋的復(fù)雜性，不可能單依靠上述方法來解決穩(wěn)定問題，日前大量使用的是穩(wěn)定問題的近似求解方法。歸結(jié)起來有兩種類型:一類是從微分方程出發(fā)，通過數(shù)學(xué)上的各種近似方法求解，如逐次漸進(jìn)法;另一種是基于能量變分原理的近似法，如Ritz法。有限元方法可以看作為Ritz法的特殊形式。當(dāng)今非線性力學(xué)把有限元與計(jì)算機(jī)結(jié)合，使得可以將穩(wěn)定問題當(dāng)作非線性力學(xué)的特殊問題，用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)求解，取得了很大的成功。
1.2 第一類穩(wěn)定有限元分析
根據(jù)有限元平衡方程可以表達(dá)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的物理現(xiàn)象。在T.L列式下，結(jié)構(gòu)增量形式的平衡方程為：
(1-1)
0[K]0——單元?jiǎng)偠染仃嚕?/p>
0[K]σ——單元初應(yīng)力剛度矩陣;
0[K]L——單元初位移剛度矩陣或單元大位移剛度矩陣;
0[K]T——單元切線剛度矩陣。
U.L列式下，結(jié)構(gòu)的平衡方程為:
(1-2)
發(fā)生第一類穩(wěn)定前，結(jié)構(gòu)處于初始構(gòu)形線性平衡狀態(tài)，因此式(1-1)中大位移矩陣。0[K]T為零。在U.L列式中，不再考慮每個(gè)荷載增量步引起的構(gòu)形變化，所以，不論T.L還是U.L列式，結(jié)構(gòu)的平衡方程的表達(dá)形式是統(tǒng)一的:
(1-3)
在結(jié)構(gòu)處于臨界狀態(tài)下，即使{AR}0，{u}也有非零解，按線性代數(shù)理論，必有:
(1-4)
在小變形情況下，[K]σ與應(yīng)力水平成正比。由于假定發(fā)生第一類失穩(wěn)前結(jié)構(gòu)是線性的，多數(shù)情況下應(yīng)力與外荷載也為線性關(guān)系，因此，若某種參考荷載{ }對(duì)應(yīng)的幾何剛度矩陣為[ ]σ，臨界荷載為{P}cr=λ{(lán) }，那么在臨界荷載作用下結(jié)構(gòu)的幾何剛度矩陣為:
（1-5）
于是（1-4）為
（1-6）
式(1-6)就是第一類線彈性穩(wěn)定問題的控制方程。穩(wěn)定問題轉(zhuǎn)化為求方程的最小特征值問題。
一般來說，結(jié)構(gòu)的問題是相對(duì)于某種特定荷載而言的。在橋梁結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)內(nèi)力一般由施工過程確定的恒載內(nèi)力(這部分必須按施工過程逐階段計(jì)算)和后期荷載(如二期恒載·活載·風(fēng)載)引起的內(nèi)力兩部分組成。因此，[K]σ也可以分成一期恒載的幾何剛度矩陣 [Kl]σ和后期恒載的幾何剛度矩陣[K2]σ，兩部分。當(dāng)計(jì)算是一期恒載穩(wěn)定問題時(shí)，[Kl]σ=0。[K]σ可直接用恒載來計(jì)算，這樣通過式(3-6)算出的 λ就是一期恒載的穩(wěn)定安全系數(shù);當(dāng)計(jì)算的是后期荷載的穩(wěn)定問題時(shí)，恒載[K]σ可近似為一常量，式((1 - 6)改寫成:
（1-7）
形成和求解式(1-7)的步驟可簡單歸結(jié)為:
1)按施工過程，計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力和恒載幾何剛度矩陣[Kl]σ。;
2)用后期荷載對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力分析，求出結(jié)構(gòu)初應(yīng)力(內(nèi)力);
3)形成結(jié)構(gòu)幾何剛度矩陣[K2]σ和式(1-7)
4)計(jì)算式(1-7)的最小特征值問題。
這樣，求得的最小特征值兄就是后期荷載的安全系數(shù)，相應(yīng)的特征向量就是失穩(wěn)模態(tài)。
1.2 第二類穩(wěn)定有限元分析
第二類穩(wěn)定是指結(jié)構(gòu)在不斷增加的外載作用下，結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生不斷變化，當(dāng)外載產(chǎn)生的應(yīng)力使結(jié)構(gòu)切線剛度矩陣趨于奇異時(shí)，結(jié)構(gòu)承載能力就達(dá)到了極限，穩(wěn)定性平衡狀態(tài)開始喪失，稍有撓動(dòng)，結(jié)構(gòu)變形迅速增大，使結(jié)構(gòu)失去正常工作能力的現(xiàn)象。
從力學(xué)分析角度看，分析結(jié)構(gòu)的第二類穩(wěn)定性，就是通過不斷求解計(jì)入幾何非線性和材料非線性的結(jié)構(gòu)平衡方程，尋找結(jié)構(gòu)極限荷載的過程。
全過程分析法是用于結(jié)構(gòu)極限承載力分析的一種計(jì)算方法，通過逐級(jí)增加
工作荷載集度來考察結(jié)構(gòu)的變形和受力特征，一直計(jì)算至結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。
2拱橋的平面屈曲
2. 1拱橋平面屈曲的基本概念
圖1 拱頂?shù)呢Q直變位v及水平變位u與外荷載q的關(guān)系曲線
當(dāng)拱所承擔(dān)的荷載達(dá)到某一臨界值時(shí)，在豎向平面內(nèi)，拱軸線偏離初始純壓或主要為受壓的對(duì)稱變形狀態(tài)，向反對(duì)稱的彎壓平面撓曲轉(zhuǎn)化，稱為拱的面內(nèi)屈曲。拱的面內(nèi)屈曲有兩種不同的形式，第一種形式是在屈曲臨界荷載前后，拱的撓曲線發(fā)生急劇變化如圖1所示，可看作是具有分支點(diǎn)問題的形式，橋梁結(jié)構(gòu)中使用的拱，在體系和構(gòu)造上多是對(duì)稱的。當(dāng)荷載對(duì)稱的滿布于橋上時(shí)，如果拱軸線和壓力線是吻合的，則在失穩(wěn)前的平衡狀態(tài)只有壓縮而沒有彎曲變形。當(dāng)荷載逐漸增加至臨界值時(shí)，平衡就出現(xiàn)由彎曲變形的分支，拱開始發(fā)生屈曲。
第二種屈曲形式:在非對(duì)稱荷載作用下，拱在發(fā)生豎向位移的同時(shí)也產(chǎn)生了水平變位。隨著荷載的增加，二個(gè)方向的變位在變形形式?jīng)]有急劇變化的情況下繼續(xù)增加。當(dāng)荷載達(dá)到了極大值，即臨界荷載之后，變位將迅速增加，這類失穩(wěn)為極值點(diǎn)失穩(wěn)。求解這類穩(wěn)定問題的極限荷載，需要采用非線性分析方法。
在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，當(dāng)滿布對(duì)稱荷載時(shí)，拱軸線和壓力線也不一定完全吻合，此時(shí)拱一開始加載就可能出現(xiàn)帶有對(duì)稱彎曲變形的平衡狀態(tài)。然而當(dāng)荷載達(dá)到一定的臨界值時(shí)，拱仍然會(huì)發(fā)生分支點(diǎn)失穩(wěn)現(xiàn)象。理論研究表明:初始的對(duì)稱彎曲變形對(duì)拱的反對(duì)稱屈曲的臨界荷載的影響很小。因此，研究拱的平面屈曲時(shí)，我們可以近似的假設(shè)拱軸線與壓力線是吻合的，采用分支點(diǎn)屈曲理論。
2. 2拱橋的平面屈曲
2. 2.1圓弧拱及拋物線拱的屈曲
(1)圓弧拱的屈曲荷載
圓弧拱軸線線形簡單(如圖2)，全拱曲率相同，施工方便。其拱軸線方程：
圖2 受徑向均布荷載的圓弧拱
由平衡條件和幾何關(guān)系可以推導(dǎo)出屈曲微分方程：
（2-1）
解此微分方程，并代入邊界，ψ=0，υ=0；ψ=2α，υ=0得兩鉸拱臨界應(yīng)力
把拱看成當(dāng)量的壓桿，引入有效屈曲長度的概念，轉(zhuǎn)化為中心壓桿的歐拉公式的標(biāo)準(zhǔn)形式
（2-2）
歸結(jié)成求拱的計(jì)算長度的問題，也就是涉及到邊界條件。
經(jīng)過理論計(jì)算，加之經(jīng)驗(yàn)和概率論數(shù)理統(tǒng)計(jì)，就得到了橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范4.3.7給出的拱圈縱向穩(wěn)定時(shí)的計(jì)算長度取值。
為了實(shí)用的方便也可轉(zhuǎn)化為矢跨比和跨度作為影響因子
（2-3）
（2-4）
同理可得到無鉸拱和三鉸拱的臨界荷載。
將結(jié)果K1、K1’按矢跨比做成表格，這就得到了拱橋設(shè)計(jì)手冊(cè)上的表值。
通過理論的分析可以看出拱橋的穩(wěn)定性隨鉸數(shù)的增加而降低，無鉸拱穩(wěn)定性好于兩鉸拱;再則，各種拱的臨界荷載都在矢跨比0. 25～0. 3左右達(dá)到各自的最大值，因?yàn)樵贓Ix和L相同的情況下，若矢跨比很小，則拱弧長雖短，但均布荷載所產(chǎn)生的壓力大，反之，若矢跨比很大，則壓力雖小，但弧長較長。
(2)拋物線拱的屈曲荷載
在均布荷載作用下，拱的合理拱軸線是二次拋物線。故對(duì)于恒載分布比較接近均勻的拱橋，可以采用二次拋物線作為拱軸線。其軸線方程為：
（2-5）
在均布豎向鉛垂荷載作用下，雖然拱只承受軸向壓力而沒有彎矩，但是壓力沿拱軸線是變化的，并且拱的曲率也是變化的，因而其平衡微分方程是變系數(shù)的，直接求解比較困難，一般只能用數(shù)值法進(jìn)行計(jì)算。同圓弧拱一樣，拋物線拱的臨界荷載可按下式計(jì)算:
（2-6）
式中K1，為穩(wěn)定系數(shù)，它的值可以查表得到。
2.2.2拱橋的平面壓屈
大跨度拱橋的拱上結(jié)構(gòu)常布置連續(xù)的加勁梁。這樣當(dāng)拱屈曲時(shí)，加勁梁將隨同彎曲，因而增加拱的穩(wěn)定性。要獲得這類結(jié)構(gòu)的臨界荷載解析解是相當(dāng)困難的，一般只能求得其數(shù)值解。
如果拱橋的立柱剛度遠(yuǎn)比拱圈和梁的剛度小，可以假定各立柱上下端均系鉸結(jié)，以簡化問題。通過數(shù)值計(jì)算，可把數(shù)值這種簡化結(jié)構(gòu)的臨界荷載近似地寫成:
（2-7）
式中:K1一只有拱時(shí)的臨界荷載系數(shù);
Elb一加勁梁的抗彎剛度;
EIa一拱平面抗彎剛度。
對(duì)于上承式柔拱剛梁組合體系，臨界荷載可仿上式寫成:
（2-8）
在這種體系中，除按上式驗(yàn)算總體平面屈曲外，尚須同時(shí)驗(yàn)算拱在立柱間的局部彎曲。
如果拱的矢跨比很小，即通常所說的扁拱。式(2-8）可化為如下臨界水平推力的計(jì)算公式:
（2-9）
2.2.3拱橋的側(cè)傾失穩(wěn)
（1）單拱的側(cè)傾
若拱在面外沒有受到橫向荷載的作用，對(duì)于橫向剛度較小的拱，當(dāng)拱所承受的面內(nèi)荷載達(dá)到臨界值使拱軸線向豎平面之外偏離而出現(xiàn)側(cè)傾時(shí)，由于這一失穩(wěn)過程中出現(xiàn)了平衡分枝，所以它屬于第一類穩(wěn)定問題。當(dāng)臨界狀態(tài)下的應(yīng)力小于屈服應(yīng)力時(shí)，即為面外彈性屈曲，由于屬于空間問題，所以精確解就更為困難，只能采用近似解法。
平
面的拱軸，在側(cè)傾后是一個(gè)空間的曲線，其位移與幾何關(guān)系·由曲線坐標(biāo)(如圖2)所示：
圖2側(cè)傾變形后的拱
根據(jù)平衡條件和幾何關(guān)系可以推導(dǎo)出空間彎扭側(cè)傾失穩(wěn)微分方程：
（2-10）
相對(duì)面內(nèi)屈曲，此方程更難獲得解析解，一般都采用數(shù)值方法。
研究發(fā)現(xiàn)拱橋的側(cè)傾穩(wěn)定性隨矢跨比的增加而提高;再則，用圓弧拱代替拋物線拱計(jì)算側(cè)傾臨界荷載，對(duì)坦拱是足夠精確的。
（2）組拼拱的側(cè)傾
組拼拱是指用橫向聯(lián)結(jié)系組拼起來的雙肋拱或多肋拱，也稱橫撐拱。這類拱的側(cè)傾臨界荷載在很大程度上取決于撐架的剛度和布置方式。
對(duì)于組拼拱，以往一般采用“當(dāng)量壓桿法”驗(yàn)算其側(cè)傾穩(wěn)定性。這種方法的基本思想是忽略拱的矢跨比、拱肋的抗扭剛度和橫撐繞順橋向水平軸線的抗彎剛度，將拱軸拉直，近似地把它視為一當(dāng)量的中心壓桿并按有綴板的組合壓桿屈曲臨界荷載公式計(jì)算組拼拱的側(cè)向屈曲臨界軸力，通常取較大的穩(wěn)定系數(shù)以保證橋梁的安全。研究結(jié)果表明:當(dāng)量壓桿法計(jì)算結(jié)果過于粗略，且偏于不安全。
下面簡單的介紹一下對(duì)于平式橫撐連接的雙肋拱，采用能量法推導(dǎo)其側(cè)傾臨界荷載。
沿拱軸環(huán)向設(shè)置了一系列切向平放的橫撐的組拼拱，當(dāng)組拼拱在外荷載作用下發(fā)生側(cè)傾失穩(wěn)時(shí)，二根拱肋除發(fā)生了整體變形外，每根平式橫撐將在切向平面內(nèi)發(fā)生S形的彎曲變形，同時(shí)拱肋還發(fā)生了局部撓曲變形。
1.拱的整體變形能
通常組拼拱的橫向聯(lián)接系比較弱，在計(jì)算整體變形能時(shí)，只考慮二根拱肋獨(dú)立產(chǎn)生的橫向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形能，略去二根拱肋可能產(chǎn)生的軸向伸縮形成的拱截面整體彎曲變形能。一般組拼拱的二拱肋大小是相等的，故可只討論單根拱肋的變形能
（2-11）
2.局部彎曲變形能
組拼拱側(cè)傾后，拱肋點(diǎn)體變形繞Y軸的轉(zhuǎn)角γ，設(shè)拱肋由于在節(jié)間內(nèi)的局部變形在節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)了γ2角，則由于剛性節(jié)點(diǎn)上各桿的夾角保持不變，橫撐在節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角γ=γ-γ2。可推導(dǎo)出局部彎曲變形勢(shì)能
（2-12）
3.外力勢(shì)能
受徑向均布荷載的圓弧拱，發(fā)生側(cè)傾后，拱軸位置下降了v，外力勢(shì)能T于q在V上所作的功的負(fù)值
（2-13）
4.臨界荷載
組拚拱在側(cè)傾時(shí)產(chǎn)生的總勢(shì)能
（2-14）
利用最小能量駐值原理，對(duì)關(guān)于C的泛函取變分，考慮曲率影響，在拱肋局部變形部分乘上拱度影響系數(shù)，推導(dǎo)出平式橫撐聯(lián)結(jié)下臨界荷載
（2-15）
上式中的前一項(xiàng)反映了橫撐的剛度與其間距d對(duì)穩(wěn)定性的影響，減小橫撐間距和增大橫撐剛度都有利于提高雙肋拱的側(cè)傾穩(wěn)定性。
同樣方法得到立式橫撐、一般橫撐連接的雙肋拱的側(cè)傾臨界荷載。由于理論求解非常復(fù)雜，大部分形式的拱橋只能采用數(shù)值法求得近似值，建議采用空間有限元程序求解。
通過理論分析可以看出比較合理的方法是在拱頂或拱頂附近的區(qū)段設(shè)置關(guān)鍵性的幾根立式橫撐，以約束扭轉(zhuǎn)角和拱頂位移，而其余區(qū)段則布置平式橫撐。
3非線性分析理論
在鋼管混凝土拱橋工程實(shí)踐中，恒載壓力線與拱軸線的偏離、施工預(yù)拱度的設(shè)置、施工偏差導(dǎo)致的初變形、非對(duì)稱加載等因素使實(shí)際拱橋的失穩(wěn)形態(tài)大部分屬于第二類失穩(wěn)，即極值點(diǎn)失穩(wěn)問題。一般來說屈曲理論過高估計(jì)拱的臨界力。正確的應(yīng)考慮拱的變形影響和材料彈塑性的影響，按幾何非線性和材料非線性理論來求得拱橋的失穩(wěn)極限荷載，也通常稱為壓潰荷載。鋼管混凝土拱橋隨著跨徑的增大、材料強(qiáng)度的提高，在第二類失穩(wěn)破壞時(shí)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出大位移、大應(yīng)變的特點(diǎn)。因此應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性和材料非線性問題。
3.1幾何非線性分析
對(duì)線性問題，一般是假設(shè)結(jié)構(gòu)發(fā)生小位移，根據(jù)變形前的位置來建立平衡方程。幾何非線性問題通常是由于結(jié)構(gòu)的位移已相當(dāng)大，以致必須按照變形后的幾何位置建立平衡方程。嚴(yán)格地說，所有平衡問題都應(yīng)采用變形后的幾何位置寫出其平衡方程。不過，如果位移很微小，使得變形或位移對(duì)平衡條件影響可以忽略時(shí)，則可利用變形前的幾何位置來建立平衡條件。由于位移變化產(chǎn)生的二次內(nèi)力不能忽略，放棄小位移的假設(shè)，從幾何上嚴(yán)格分析單元體的尺寸、形狀變化，整個(gè)結(jié)構(gòu)的平衡方程應(yīng)按變形以后的位置來建立，荷載一變形為非線性，此時(shí)疊加原理不再適用。
不同理論導(dǎo)出的兩種方法T.L列式與U.L列式，分別是采用參照描述和相關(guān)描述的方法，都是以已知位形為基準(zhǔn)的，都屬于Lagrangian描述，只是選取的基準(zhǔn)有所不同。寫成T. L列式
（3-1）
式中大變形剛度矩陣，
由于U.L列式中，平衡方程中的積分在t時(shí)刻單元體積內(nèi)完成，因此代表大撓度的剛度矩陣可以省略，這是T.L列式與U.L列式最大的區(qū)別
（3-2）
3.2材料非線性
材料非線性是由材料的非線性應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系引起基本控制方程的非線性問題。這種非線性特點(diǎn)是材料不滿足胡克定律。結(jié)構(gòu)在承受超載時(shí)部分材料應(yīng)力超過比例極限，進(jìn)入塑性變形范圍，破壞與損傷從這些區(qū)域開始，導(dǎo)致最終結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。應(yīng)力超過彈性極限后，材料彈性模量E不再是常數(shù)，而是成為應(yīng)力的函數(shù)，導(dǎo)致基本控制方程的非線性。研究材料非線性問題，對(duì)于分析結(jié)構(gòu)極限承載力，解冷橋粱非繪性穩(wěn)寧問題有著十分重要的煮義。
考慮材料非線性后，彈性矩陣［D］將不再是常數(shù)，而是應(yīng)變{ε}的函數(shù)，從而也是位移qdnrswiqc的函數(shù)
（3-3）
其表達(dá)式為
（3-4）
材料非線性問題分析求解時(shí)，單元的EI，EA隨受力歷程不斷發(fā)生變化，因而[k]不為常量，結(jié)構(gòu)的整體平衡方程是如下的非線性方程組
（3-5）
式中： ——不平衡力； ——與位移相關(guān)的剛度矩陣；——節(jié)點(diǎn)位移列陣； ——節(jié)點(diǎn)荷載列陣。
3.3求解方法
求解非線性問題的方法基本可分為三類:迭代法，增量法和混合法。
（1）迭代法
迭代法(總荷載法)，即對(duì)總荷載進(jìn)行線性化處理。采用循環(huán)減小內(nèi)外不平衡力差值，不斷逼近極限荷載，直到差值小到規(guī)定的值。其中有直接迭代法(割線法)、Newton-Raphson法(切線剛度法)、修正的Newton-Raphson法(初始剛度法)、擬Newton-Raphson法(割線剛度矩陣迭代法的主要應(yīng)用)等等。
直接迭代法較為簡單，但收斂速度慢，且可能出現(xiàn)迭代過程的不穩(wěn)定，實(shí)際中較少采用此法。切線剛度法在求解下一個(gè)荷載步時(shí)會(huì)修正結(jié)構(gòu)剛度矩陣，而初始剛度法則克服了在每次迭代過程中必須解全部新方程的困難，使用初始的剛度矩陣，但這樣做收斂較慢。
用迭代法求解非線性問題時(shí)，一次施加全部荷載，然后逐步調(diào)整剛度，使基本方程得到滿足。迭代法的計(jì)算量相對(duì)小一些，對(duì)計(jì)算精度也能加以控制。但迭代法不能給出荷載—位移過程曲線，適用范圍也小一些。
在迭代法計(jì)算中，為了中止迭代過程，必須確定一個(gè)收斂的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用中，有兩種量是常用的:一個(gè)是用不平衡節(jié)點(diǎn)力;另一個(gè)是用位移增量。
（2）增量法
增量法(逐步法)，即對(duì)增量進(jìn)行線性化處理。將整個(gè)荷載變形過程劃分為一連串增量段，每一增量段中結(jié)構(gòu)的荷載反應(yīng)被近似地線性化。增量法實(shí)質(zhì)是用一系列線性問題去近似非線性問題，用分段線性的折線去代替非線性曲線，逐步求解過程就是累積線性彈性解的過程。增量法的主要缺點(diǎn)是無法判斷其解偏離精確解的近似程度。
常見的有荷載增量法、撓度增量法和曲率增量法，其中用后兩種方法較易獲得曲線的下降段。在荷載增量法中主要有:Euler-Cauchy法、修正的Euler-Cauchy法、半增量法等。
增量法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣泛，即其通用性強(qiáng);另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可提供荷載—位移全過程曲線。但增量法不知道近似解與真解相差多少。
（3）混合法
混合法則是對(duì)同一非線性方程組混合使用增量法和迭代法。如Euler-Newton法、Euler-修正的Newton法、Euler-擬Newton法、Eule一次迭代法，等等?；旌戏ňC合了迭代法和增量法的優(yōu)點(diǎn)，某種程度上克服了各自的缺點(diǎn)，雖然計(jì)算量更大，但計(jì)算精度提高了，而且可以判斷每一增量步終了時(shí)刻解的近似程度，尤其在荷載，變形的全過程分析中，需要比較準(zhǔn)確的輸出每一荷載增量末的位移值，此時(shí)采用混合法是較好的選擇。
4結(jié)語
眾所周知，實(shí)際拱的失穩(wěn)大部分屬于第二類穩(wěn)定，二類失穩(wěn)實(shí)際是非線性作用的結(jié)果，目前采用的線彈性理論會(huì)過高的估計(jì)安全系數(shù)。所以，精確地給出計(jì)入非線性后對(duì)穩(wěn)定計(jì)算的影響是非常重要的。隨著拱橋跨度越來越大，原有的計(jì)算方法已經(jīng)不能滿足工程需要，對(duì)拱橋穩(wěn)定性考慮非線性計(jì)算，已成為橋梁學(xué)者研究的方向。本文只是簡單地介紹了一下穩(wěn)定性計(jì)算理論和方法。
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關(guān)鍵詞：水泥混凝土；溫度；裂縫；原因；預(yù)防
Abstract: This paper is mainly about the cement concrete temperature cracks, the concrete temperature control and crack prevention measures are discussed.
Key words: concrete; temperature crack; reason; prevention;
中圖分類號(hào)：TU528.45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）
前言
長期以來，水泥混凝土工程的裂縫較為普遍，尤其在橋梁工程和路面工程中，裂縫更是不少。究其原因，主要涉及到混凝土的原材料、配合比、施工工藝及所處的環(huán)境因素等。水泥混凝土因所處環(huán)境中溫度的變化，造成應(yīng)力的變化，從而產(chǎn)生破壞性裂縫，這是裂縫裂縫產(chǎn)生的重要原因。在施工中混凝土常常出現(xiàn)的溫度裂縫，破壞了結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，對(duì)工程質(zhì)量具有顯著的不容忽視的影響。
一、裂縫的原因
混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性、結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格、模板變形以及基礎(chǔ)不均勻沉降等。
混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1／10左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×10-4， 長期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×10-4。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，造成同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，有時(shí)溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力。因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往因干縮導(dǎo)致裂縫。
二、 溫度應(yīng)力的分析
2.1根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為三個(gè)階段。
早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。
2.2根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類，這兩類溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。
自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁臺(tái)身，結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。
三、溫度的控制和防止裂縫的措施
為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。
3.1 控制溫度的措施
采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，添加外加劑，如引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；在已經(jīng)澆注完成的混凝土表面鋪設(shè)水管，養(yǎng)生的同時(shí)進(jìn)行降溫處理；熱天澆筑混凝土?xí)r用水冷卻碎石，避開日最高溫度時(shí)段以降低混凝土的澆筑溫度；施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化。
3.2 改善約束條件的措施
合理地設(shè)置伸縮縫及沉降縫；避免基礎(chǔ)開挖過大；合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要。應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生通縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的。
當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。當(dāng)拆模過早，會(huì)在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如草簾海棉等，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。
加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低。只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無關(guān)。在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對(duì)提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。
為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的重要措施之一。
【關(guān)鍵詞】水利工程；大體積混凝土；溫度裂縫；施工技術(shù)；水泥水化熱
前言
大體積混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用是水利工程科學(xué)化和現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，在水利工程越來越為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步提供可能和發(fā)展空間的同時(shí)，大體積混凝土施工成為衡量水利工程施工企業(yè)技術(shù)能力和相應(yīng)資格的關(guān)鍵。大體積混凝土一般是指橫斷面在1m2的混凝土構(gòu)件，由于大體積混凝土體積龐大、施工復(fù)雜、相關(guān)影響因素多，這會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)因溫度原因而出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)水利工程的直接或間接的影響，是水利工程施工企業(yè)必須高度重視的問題。從科學(xué)的角度看大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生是一種必然，同時(shí)，大體積混凝土溫度裂縫又是可以控制的，這就需要發(fā)揮水利工程建設(shè)者的聰明與智慧，認(rèn)識(shí)到大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的因果關(guān)系，形成有效的大體積混凝土溫度裂縫的防范措施，確保水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。做好對(duì)水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工溫度控制應(yīng)根據(jù)水利工程大體積混凝土施工的實(shí)際，要做好對(duì)大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生原因的梳理，尋求有效的措施預(yù)防水利工程施工中大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生，切實(shí)提高水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，有力地提升水利工程的整體技術(shù)和質(zhì)量。
1水利工程大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生原因
水利工程大體積混凝土溫度裂縫有幾種產(chǎn)生原因，其一，大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水化熱累積，導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)溫度階梯，進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同部位產(chǎn)生溫度應(yīng)力差，最終導(dǎo)致溫度裂縫的發(fā)生。其二，水利工程大體積混凝土施工中對(duì)入模溫度、約束條件控制不良，導(dǎo)致在混凝土部位出現(xiàn)溫度控制失調(diào)，進(jìn)而引發(fā)溫度裂縫的發(fā)生。
2水利工程大體積混凝土溫度裂縫的施工方法
客觀地看大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生是不可避免的，因此，需要在水利工程施工中，針對(duì)于大體積混凝土的裂縫，我們就要采取一些措施來預(yù)防或者避免大體積混凝土的裂縫。因此，通過以下幾點(diǎn)，分析了造成大體積混凝土裂縫的主要因素，并且進(jìn)行總結(jié)。在水利工程施工中技術(shù)人員和管理人員要圍繞對(duì)大體積混凝土溫度裂縫的控制進(jìn)行不斷探索，創(chuàng)造各種有利的技術(shù)條件和環(huán)境，確保水利工程大體積混凝土溫度裂縫的有效控制。
2.1降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)水泥水化熱的積累
首先，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的主要熱量是水泥水化熱而產(chǎn)生的。所以，在水利工程施工中選購原材料時(shí)對(duì)于混凝土來講要選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土。其次，要針對(duì)水利工程設(shè)計(jì)和施工實(shí)際，合理有效的運(yùn)用混凝土后期強(qiáng)度，進(jìn)而達(dá)到切實(shí)降低水泥用量的效果，進(jìn)而降低水泥水化熱。其三，通過水利工程施工現(xiàn)場的條件控制改善混凝土的性能，以選用顆粒大、優(yōu)良的骨料為基礎(chǔ)，融合添加粉煤灰和減水劑等技術(shù)，改善混凝土的和易性，減少水泥用量。其四，水利工程大體積混凝土施工過程中，施工技術(shù)人員一定要嚴(yán)格控制混凝土的塌落度，在施工現(xiàn)場派專人進(jìn)行對(duì)塌落度的工作的測量和監(jiān)控。最后，為了有效實(shí)現(xiàn)大體積混凝土水化熱溫度的控制，還可以通過循環(huán)冷卻水的方法對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行降溫處理。
2.2降低大體積混凝土混合料的入模溫度
首先，在澆筑水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)天氣和氣候的特點(diǎn)選定好施工的日期和方式，技術(shù)人員要選擇合適的氣溫，注意在炎熱的氣溫下不能進(jìn)行水利工程大體積混凝土的澆筑施工。在夏天的時(shí)候要在溫度極低的環(huán)境下、同時(shí)采用地下水?dāng)嚢杌炷?，那么?duì)于一些骨料，包括在運(yùn)輸和澆筑的時(shí)候，必須對(duì)骨料采取遮陽、密閉等方法進(jìn)行降溫，這樣作的目的是降低混凝土入模溫度。其次，在混凝土攪拌過程中建議適當(dāng)?shù)募尤胍恍┚從蜏p水劑，降低混凝土的水化熱。最后，應(yīng)該采用對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)通風(fēng)的辦法降低溫度，在混凝上入模時(shí)，為了能夠盡快的使模內(nèi)的熱量散發(fā)出去，可以加大對(duì)模內(nèi)的通風(fēng)。
2.3加強(qiáng)混凝土施工中的溫度控制
首先，在混凝土澆筑后施工技術(shù)人員要做好混凝土的保養(yǎng)工作，在夏季的時(shí)候不要曝曬，同時(shí)還要注意保濕，在冬季的時(shí)候要對(duì)混凝土采取保溫覆蓋的辦法，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。其次，在合適的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行拆模，延緩降溫時(shí)間和速度。其三，加強(qiáng)測溫和溫度監(jiān)測與管理，實(shí)行信息化控制。最后，在水利工程施工過程中，要對(duì)施工工序進(jìn)行合理的安排，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升，避免溫度的積累。
2.4改善大體積混凝土結(jié)構(gòu)的約束條件
如果出現(xiàn)的溫度應(yīng)力可以得到有效釋放，那么大體積混凝土溫度裂縫同樣會(huì)得到有效控制，可以在水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中運(yùn)用瀝青形成滑動(dòng)層，釋放約束應(yīng)力。
3結(jié)語
綜上所述，大體積混凝土施工溫度控制在當(dāng)前的水利工程施工過程中是一個(gè)不可回避的問題，需要水利建設(shè)單位和科研單位的高度重視，特別在當(dāng)前水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛的今天，我們需要將大體積混凝土施工溫度控制作為水利工程施工技術(shù)攻關(guān)的突破口，采取有效合理的措施和技術(shù)提高對(duì)大體積混凝土施工的溫度控制，實(shí)現(xiàn)水利工程施工的質(zhì)量提升和安全保障。實(shí)際的大體積混凝土施工溫度控制工作應(yīng)該落實(shí)到水利工程建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié)，通過嚴(yán)格的技術(shù)控制和程序要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度控制，保證水利工程的工程質(zhì)量和安全。
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