目前,混凝土结构桥梁在公路系统中的占了很大比重,由于混凝土材料的干燥收缩以及与外荷载的共同作用,在养护初期极易形成表面干缩裂纹,这种裂纹的进一步扩展不仅影响桥梁结构的美观,还会降低其耐久性和安全性,危及公路系统的安全,因此研究混凝土结构表面干缩裂纹的防治技术尤为重要。本文基于混凝土湿度场理论,采用试验研究和有限元数值模拟相结合的方式,实测了混凝土结构早期内部温湿度变化和干缩变形,探讨了混凝土湿度场微分方程中相关参数的确定,进一步探究了表面封闭处理对钢筋混凝土结构开裂荷载和混凝土桥梁结构变形及受力的影响,具体研究内容如下:(1)通过进行室外环境、封闭环境和干燥环境三种条件下混凝土试件的收缩试验,分析环境湿度对混凝土结构内部湿度场、收缩变形和早期基本力学性能的影响。试验结果表明:试件早期收缩变形随环境湿度降低而增大,环境湿度越低,内部湿扩散速率越快,内部相对湿度下降也越多;混凝土结构的湿扩散呈现从表面向试件中心逐渐降低的趋势,表面湿扩散最明显,内部湿度变化较缓慢;采取包裹铝箔的表面封闭方式有助于提高试件的抗拉强度和弹性模量,但对抗压强度的提升不明显,同时能有效减小试件的早期收缩变形。(2)采用ADINA有限元软件模拟干燥组试件的干缩变形,利用实测数据确定湿度场方程中湿度对流系数和收缩系数的取值,分析成果如下:混凝土试件的湿度梯度呈现由表面向内部逐渐减小的变化规律,内部湿度降低缓慢;试件的干缩变形随环境湿度的增大而降低,与试验所得结论相同;环境湿度越高,早期收缩占收缩终值的比例越大,当湿度达到一定范围后,100d后试件的收缩变形基本不再增长。(3)通过钢筋混凝土拉伸试验,对比了封闭和干燥两种养护条件下试件轴心受拉时的开裂情况,结论如下:封闭养护的试件抗拉强度较高,开裂荷载较干燥养护组提升了16.2%。卸载后的裂缝宽度也小于干燥养护组试件,说明表面封闭能有效提高结构的抗裂性能。(4)通过有限元模拟钢筋混凝土试件的拉伸过程,得到了荷载-伸长量曲线,与实测值进行对比,结果表明:有限元模型能够模拟试件的受拉开裂情况,与试验情况吻合较好,计算开裂荷载略高于实测值。