基于铁路特大桥梁施工中混凝土温度应力监控探微

刘艺

网络经济的飞速发展以及物流行业的快速进步使得区域之间的经济与文化的交流更加频繁。为了满足人们日益增长的交通需求，近些年来，铁路重大桥梁的施工得到了大力的发展。为了提高工程质量，将其使用价值发挥到最大化，相关研究人员对施工过程中涉及到的施工技术进行了深入的研究，尤其在对于温度应力的控制方面取得了良好的研究成果。

一、铁路特大桥梁温度应力概述

混凝土是桥梁施工的主要施工材料，混凝土需要各种砂石材料按照严格的比例结构完成配比。在完成混凝土的浇筑工作后，混凝材料可能会在空气温度与湿度的影响下出现一定的水热变化。此外，由于特大铁路桥梁属于大型施工项目，它的整体规模较大，所以混凝土浇筑层通常都很厚，水热变化也会随着混凝土的厚度发生相应的变化，导致内外出出现明显的温度差异，这也就是混凝土施工过程中存在的温度应力问题。在出现温度应力的初级阶段，温度变化对于混凝土路面的影响并不严重，但是随着时间的不断推移，在外界作用和内部温度应力的共同影响下，混凝土内部的抗拉强度将逐渐失去对温度应力的控制和阻挡能力，这时就会导致桥梁路面出现裂纹、破损等问题，给后期的工程维护和维修带来巨大的不便。

另外，通过大量的工程经验可知，在对特大桥梁工程进行后期维护的过程中，养护温度也会导致出现一定的温度应力。比如在后期维护的温度较高时，混凝土的弹性模量就会出现快速的增长，但是为了将这种增长控制在一定的范围之内，防止对工程质量造成影响，就一定要通过相关的施工措施尽量将温度调低。在这个过程中，养护温度的升高将会与控制温度的不断降低形成一种反差，这种内外温度所差生的应力也是影响混凝土施工水平的重要原因之一。可见，减小混凝土内外层的温度差异，将温度应力控制在合理大范围之内是非常必要的。

二、温度应力计算系统的使用

（一）温度应力检测装置的构成

由于混凝土层的厚度以及温度变化的不可控制性，通过人为的方式控制混凝土的温度应力是非常困难的。近些年来，随着科学技术的不断发展，人们逐渐计算机技术应用到混凝土温度应力的控制当中，生成了全新的温度应力控制系统。比如在丰台桥梁厂建造的某次桥梁工程中，就使用了20kb存储量的AT89C52，单片机以及AT29C040大容量存储器以及其它各种硬件组织设置了温度应力检测装置。在后来的施工过程中，又逐渐兴起了DSI8B20温度传感器、手持式转储机、以及更加专业的计算机温度应力检测软件。

随着计算机技术的普及应用，温度应力监测计算机软件技术的使用更加普及和普遍。这项应力检测系统主要由DS12887终端电子程序、大容量的存储程序、专业的数据处理程序以及其它各种自子程序共同组成。在进行使用的过程中，工作人员需要注意收集数据的间隔时间，为了保证结果的准确性，每一个时间点都需要重复采收5次样本，并将这5次所得出的平均值作为最终的采样值。在完成采样和计算总结之后，将这些温度数据值确切的对应到具体的时间点上，并利用AT29C040大容量存储程序进行数据收集。

（二）温度应力检测系统的应用价值

使用温度应力检测系统，施工人员可以对混凝土箱梁中各个检测位置的温度及进行持续性的检测和监控，并在此基础上生成准确的混凝土内部结构温度变化曲线图。这样一来，施工人员就可以明确当前的位置的水熱变化情况，并在此基础上提出合理的温度应力控制的建议。同时所得到的温度应力数据情况也可以为今后同种类型的特大类型桥梁施工提供借鉴和指导，帮助有效的节省工程进度以及不必要的工程花费。

值得注意的是，为了保证温度应力监测系统所得到的数据的准确化，施工人员一定要在承混凝土施工层的中心平面位置全面、平均的分布测量点。同时为了确保所得到的温度就是混凝土内部真是的应力情况，施工人员在进行测量时，一定要注意将监测设备的温度误差降到最低，在日常生活中需要进行频繁的数据系统及设备的维护。在混凝土的温度达到最高值之前，需要每间隔2个小时进行一次温度检测。在最高值出现之后，混凝土的温度逐渐下降，并逐渐趋于稳定，这时需要每间隔4小时进行一次温度值的检测。检测时间通常需要持续5-7天，在这之后可以将适当的降低监测频率。

三、混凝土温度应力监控的施工要求

为了将温度应力所产生的不良影响降到最低，除了要准确的使用温度监测系统之外，还要相应的提高施工人员的工作能力和水平。

首先，在进行混凝土材料选购和配比调节的过程中，施工人员应该充分明确桥梁施工的目的和意义，并准确的预测桥梁的承受能力，适当的调节各种材料的比例结构。为了确保材料配比的合理性，需要进行严格的材料质量检测工作，尤其要注意控制混凝材料的含水量。

其次，在接下来的混凝土建筑环节，施工人员需要对混凝土浇筑地点的其它材料，比如钢筋构架、预埋件等进行细致的检查，这样可以将后期维护中出现问题的可能性降低，节省开销。

施工单位应该定期组织施工人员参加施工技术培训活动。提高施工人员浇筑混凝土的能力以及使用全新的温度监测技术的能力。同时，为了有效的规范施工人员的工作行为，施工单位应该制定严格的施工技术规范，并对施工人员的施工行为进行全面的监督。比如，在施工过程中，需要严格按照工程设计的要求，并遵从相应的厚度、方向等顺序进行混凝土的浇筑，浇筑过程应该尽量保持连续，否则浇筑层内的温度差异情况将有可能加剧，导致混凝土层内部出现更加严重的温度应力问题。另外在进行施工的过程中，施工人员需要及时的清理混凝土浇筑面及附近的杂物和积水，避免对施工质量造成影响。

最后，为了将混凝土中的温度应力降到最低，施工单位应该不断引进全新的施工技术，尽量加大在这一方面的成本花费。除了引进先进的技术之外，还要注意吸纳更多的专业人才。现如今，随着智能化技术的不断发展，工程软件中的科技含量也在逐渐提高。比如智能化数字传感器技术以及各种先进的数据技术等都已经在土木工程的施工中发挥出了巨大的作用和价值。

结语

综上所述，铁路特大桥梁的施工量近年来逐渐增加，对于混凝土温度应力的控制与调节是保证工程质量和桥梁使用安全的关键性技术之一。为此，相关工作人员一定要提高相应的温度应力监测技能，并严格按照工程规范进行施工，将温度应力所引发的桥梁使用风险降到最低。

（作者单位：中铁四局集团第八工程分公司）