混凝土桥梁裂缝成因及质量控制措施.docVIP

PAGE PAGE 1 混凝土桥梁裂缝成因及质量控制措施 　　【摘要】在桥梁建造和使用过程中，混凝土裂缝经常出现，一旦产生裂缝，应全面调查分析，查明原因，取得加固依据，在选择处理方法上应比较论证，综合考虑，以求施工方便，经济高效。所以要对裂缝产生的原因进行分析并采取适当的措施，是完全可以将裂缝产生的可能性降到最小值，延长桥梁的使用寿命。 　　【关键词】混凝土；桥梁裂缝；裂缝成因；质量控制 　　0.引言 　　在桥梁使用过程中，混凝土裂缝不可避免，有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，危害结构的正常使用，必须引起重视并加以控制。 　　1.混凝土桥梁裂缝的种类、原因 　　混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种： 　　1.1过度荷载引起的裂缝 　　荷载裂缝即为混凝土桥梁在常规静、动过度荷载及次应力下产生的裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝。外部荷载引起的直接应力产生的裂缝称为直接应力裂缝。 　　1.2结构裂缝 　　实际上，砼结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至是多种因素相互影响，现对钢筋砼筒支梁桥梁体结构裂缝的种类及成因作如下总结： 　　1.2.1网状裂缝 　　此种裂缝能发生在各种跨度的梁上，裂缝比较细小，宽度约0.03～0.05mm，用手触及有凸起感觉，其多为砼收缩所引起的表面龟裂，也即当砼表层水分损失快，内部损失慢，产生表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部砼的约束，致使表面砼承受拉力，当表面砼承受的拉力超过其抗拉强度时，产生龟裂，进一步致使网状裂缝出现。 　　1.2.2下缘受拉区的裂缝 　　此种裂缝多发生于桥梁跨中部，梁跨度越大，裂缝越多，其自下翼缘向上发展，至翼缘与梁肋相接处停止，裂缝间距约0.1～0.2m，宽度约为0.03～0.1mm，其多为砼收缩和梁受扰曲所致。 　　1.2.3腹板上是竖向裂缝 　　该裂缝为最常见也较为严重的一种裂缝。当跨径大于12m时，其裂缝多处于薄腹部分，在梁的半高线附近裂缝跨度较大，一般在0.15～0.3mm；当梁跨径小于10m时，其裂缝较细小，且多数裂缝系由梁肋向上延伸，越上越细，上端未到腹板顶部，其成因多系设计不当、施工质量差、养护不及时或温度及环境条件不良的影响所致。 　　1.2.4腹板上是斜向裂缝 　　是钢筋砼梁中出现最多的一种裂缝，且多在跨中两侧，离跨中越远倾斜角越大，反之越小，倾斜角在15°～45°之间，第一道裂缝多出现在距支座0.5～1.0m处，裂缝宽度一般在0.3mm以下，该种裂缝的产生多为设计上的缺陷，即主拉应力较计算大，使得砼不能负担而导致裂缝产生，而施工不良又会加快裂缝的产生和发展。 　　1.2.5梁侧水平裂缝 　　该种裂缝多因施工不当引起，如分层灌筑时，间隔的时间太长等。 　　1.2.6梁底纵向裂缝 　　该种裂缝多因砼保护层过薄或掺入氯盐等速凝剂所致。 　　1.3温度变化引起的裂缝 　　混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。 　　1.3.1收缩引起的裂缝 　　在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。 　　1.3.2地基变形引起的裂缝 　　由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：地质勘察精度不够、试验资料不准；地基地质差异太大；结构荷载差异太大；结构基础类型差别太大；地在冻胀；桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。 　　1.3.3钢筋锈蚀引起的裂缝 　　要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。 　　1.3.4冻胀引起的裂缝 　　大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀