桥梁混凝土裂缝产生的原因和处理措施

　　随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展,过去年代修建于各地城镇和各级公路上的桥梁,负担着十分沉重的交通荷载及繁重的交通量。在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击的多年影响下，使得为数众多的农用、公路及城市桥梁，发生了各种大大小小的病害，如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、砼剥落、钢筋钢索锈蚀、钢结构裂纹锈烂、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、墩台基底冲空、桥头路基冲塌、河床护底冲翻以及河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等，已经破坏了桥梁的正常良好状态。这种不良状态，除将大大缩短桥梁使用寿命之外，有的已经威胁着过往人车的安全而成为危桥，成了政府、管理部门和人民群众关注、耽心的大事。
　　对于事关行车安全的路桥设施的管理、检查、养护维修、大修加固、技术检定等方面，要做到长期实行桥梁档案管理、经常检查、定期检查（每年春、秋季，两次）、特别检查和计划预防性维修制度，配合桥梁检定、桥梁试验、洪水冲刷观测、桥梁大修和防洪工程，维护桥梁的正常完好状态，从而大大地延长桥梁的使用寿命，为国家承担着日益繁重的运输任务，创造最大的经济效益和社会效益。
　　所以，我们不但要注重桥梁管养制度的完善，也要把好桥梁建设中细节上的技术关。在这里，要谈谈常见的桥梁裂缝特性和成因，旨在找出各种裂缝的防治措施，并提出简单的裂缝修补方法，以尽量避免危害较大的裂缝在工程中出现。
　　在桥梁建造和使用过程中，混凝土裂缝经常出现。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力和外部荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的。并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断扩展，不但会影响混凝土表面的美观、减小钢筋的混凝土保护层厚度，而且易引发混凝土面层剥落，加速钢筋的锈蚀，降低混凝土的抗冻性及耐久性，严重时甚至发生垮塌事故，所以必须加以控制。
　　1混凝土裂缝特性及产生的原因
　　Ａ、荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称为荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。产生原因有：对结构进行计算时，计算模型不合理，内力与配筋计算错误，结构安全系数不够，钢筋设计偏少或布置错误，结构刚度不够，不按设计图施工、擅自更改结构施工顺序、改变结构受力模式，未对结构作疲劳强度验算，在使用阶段，超过设计荷载的重型车辆过桥、车辆撞击、发生大风、大雪、地震、爆炸等原因。
　　Ｂ、温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，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。温度裂缝的特征主要是表面裂缝的走向一般无规律性，深层或贯穿裂缝的走向一般与主筋平行或接近平行；裂缝宽度大小不一，受温度变化的影响热细冷宽。引起温度变化主要原因有：表面温度裂缝多由于温差较大引起的，在冬季施工时，过早除掉保温层，或受寒潮袭击，都导致混凝土因早期强度低而产生裂缝，此外当预制构件采用蒸汽养护时，由于降温过快或构件急于出池，急速揭盖，均使混凝土表面收缩，产生裂缝。深层贯穿裂缝多由于结构降温差值大，受外界的约束而引起。在混凝土浇筑时，温度很高，加上水泥水化热的温度升高很大，使温度更高。当混凝土冷却收缩时，全部或部分受到地基或其他外部结构的约束，在混凝土内部出现很大拉应力，进而产生降温收缩裂缝，这类裂缝有时成贯穿状。
　　Ｃ、收缩引起的裂缝。混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的，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，另外还有自身收缩和碳化收缩。收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土内水分的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒水面产生毛细管张力，混凝土自体收缩所产生的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度而产生裂缝。收缩引起的裂缝是不规则斜裂缝，在钢筋以上，似龟纹，常开始出现在现浇混凝土后数周或数月之间。
　　Ｄ、地基基础变形引起的裂缝。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。地基基础变形引起的裂缝常出现在钢筋上方，结构变化处，常开始出现在现浇混凝土10min到3h内。基础不均匀沉降的主要原因有：混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部混凝土变形受约束而产生裂缝，重力作用使混凝土中较重颗粒下沉而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板作用时就会产生裂缝。
　　Ｅ、钢筋锈蚀引起的裂缝。由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2倍～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。
　　Ｆ、冻胀引起的裂缝。当大气温度低于零度时，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应力；同时混凝土凝胶孔中的过冰水(结冰温度在一78℃以下)在微观结构中迁移和重分布，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，导致裂缝出现。
　　2主要裂缝的预防措施
　　Ａ、荷载裂缝：应该采取合理的计算模型、限制施工机具的堆放、限制超过设计荷载的重型车辆过桥等方法避免结构产生荷载裂缝。
　　Ｂ、温度裂缝：为预防混凝土温度裂缝，应合理安排混凝土浇筑顺序及浇筑速度，在混凝土浇筑过程中降低部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温，冬季施工时混凝土表面应覆盖保温。
　　Ｃ、收缩裂缝：为预防收缩裂缝，应加强早期混凝土养护以降低混凝土中水分蒸发速率，方法是在结构外露面覆盖麻袋、海绵，然后进行浇水养护。
　　Ｄ、地基基础变形引起的裂缝：为预防地基基础变形裂缝的措施主要有基础处理，科学设计支架搭设，对支架进行全面积预压以消除非弹性变形；在混凝土中加减水剂以减少混凝土泌水，确保混凝土保护层厚度，混凝土施工时进行二次抹面；以及浇筑前将基层和模板充分浇水湿透等。

《桥梁混凝土裂缝产生的原因和处理措施》

本文由职称驿站首发，您身边的高端论文发表学术顾问

文章名称： 桥梁混凝土裂缝产生的原因和处理措施

文章地址： https://www.zhichengyz.com/lunwen/jianzhu/jiaotongyunshu/9477.html