關(guān)于橋梁混凝土裂縫成因和預(yù)防措施分析

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1、關(guān)于橋梁混凝土裂縫成因和預(yù)防措施分析論文關(guān)鍵詞：混凝土裂縫　溫度變化　基礎(chǔ)變形　早期養(yǎng)護(hù)　　論文摘要：本文闡述了混凝土橋梁裂縫的種類，分析了混凝土橋梁裂縫的成因，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，供大家參考?！　　　?　前言　　　　隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，各地興建了大量的混凝土橋梁。在橋梁建造和使用過程中，由于混凝土裂縫而影響工程質(zhì)量甚至造成橋梁坍塌的事例屢見不鮮?；炷篱_裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，嚴(yán)重影響了橋梁的使用性能，也經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。要想控制橋梁混凝土裂縫的產(chǎn)生，就必須了解其成因。本文就橋梁裂縫的產(chǎn)生原因作一分析，供

2、參考?！　　　?　橋梁混凝土裂縫種類及其成因　　　　2.1　荷載引起的裂縫混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫，分為直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種?！　≈苯討?yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：1)設(shè)計(jì)計(jì)算階段的結(jié)構(gòu)計(jì)算不合理，受力假設(shè)與實(shí)際受力不符，安全系數(shù)不夠，不考慮施工的可能性，構(gòu)造處理不當(dāng)?shù)取?)施工階段中不加限制的堆放施工機(jī)具、材料；隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝；不按設(shè)計(jì)圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序等。3)使用階段時超出設(shè)計(jì)荷載的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生地震、爆炸

3、等?！　〈螒?yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。如橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，這些難以用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行計(jì)算，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，并在孔洞附近聚集產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。實(shí)際工程中次應(yīng)力是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見原因。次應(yīng)力裂縫多屬于張拉、劈裂、剪切性質(zhì)。在設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)突變(或截面突變)，當(dāng)不能同時避免時，應(yīng)做局部處理，如轉(zhuǎn)角做成圓角或倒角，同時加強(qiáng)構(gòu)造配筋，轉(zhuǎn)角處配置斜向鋼筋，對于較大孔洞有條件時可在周邊設(shè)置護(hù)邊角鋼。　　2.2　溫度變化引起的裂縫當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)

4、內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，混凝土將發(fā)生變形，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時即產(chǎn)生溫度裂縫。引起溫度變化的主要因素有：1)年溫差。一年中四季溫度不斷變化，當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移受到限制時就會引起溫度裂縫。年溫差一般以一月和七月的月平均溫度作為變化幅度。2)日照?！　蛎姘濉⒅髁夯驑蚨諅?cè)面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其他部位，溫度分布呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。日照和驟然降溫是導(dǎo)致溫度裂縫的最常見原因。3)驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，但由于內(nèi)部溫度下降較慢而產(chǎn)生溫度梯

5、度。日照和驟然降溫內(nèi)力計(jì)算時可采用設(shè)計(jì)規(guī)范或參考實(shí)際資枓進(jìn)行，混凝土彈性模量不考慮折減。4)水化熱。出現(xiàn)在施工過程中，大體積混凝土(厚度超過2m)澆筑后由于水泥水化放熱，使混凝土內(nèi)部溫度升高，內(nèi)外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。5)蒸汽養(yǎng)一護(hù)或冬季施工時施工措施不當(dāng)，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫。　　2.3　收縮引起的裂縫塑性收縮：混凝土澆筑后4h～5h左右，水泥水化反應(yīng)劇烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨科因自重下沉，而此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。在骨科下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼

6、筋方向的裂縫，在構(gòu)件豎向變截面處如丁梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉?shí)不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫?！　「煽s：混凝土結(jié)硬以后，隨著表面水分逐漸蒸發(fā)，溫度逐漸降低，混凝土體積減小，稱為干縮。因混凝土表面水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮快，內(nèi)部收縮慢的不均勻收縮，致使混凝土表面承受拉力，產(chǎn)生收縮裂縫?！　∽陨湛s：混凝土在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，這種收縮與外界溫度無關(guān)，且可以是正的(即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土)，也可以是負(fù)的(即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土)。　　碳化收縮：大氣中的二氧化碳與水泥中

7、的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形?！　?.4　地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，基礎(chǔ)不均勻沉降的主要原因有：1)地質(zhì)勘探精度不夠、試驗(yàn)資枓不準(zhǔn)?？辈靾蟾娌荒艹浞址从硨?shí)際地質(zhì)情況是造成地基不均勻沉降的主要原因。2)結(jié)構(gòu)荷載差異太大。在地質(zhì)情況比較一致的情況下，各部分基礎(chǔ)荷載差異太大時，有可能引起不均勻沉降。3)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大。同一聯(lián)橋梁中混合使用不同基礎(chǔ)，如擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，或雖采用同一基礎(chǔ)，但基底標(biāo)高差異太大，也可能引起地基不均勻沉降。4)分期建造的基礎(chǔ)。在原有橋梁基礎(chǔ)

8、附近新建橋梁時，如分期修建的高速公路左右半副橋梁，新建橋梁荷載或基礎(chǔ)處理時引起地基土重新固結(jié)，均可能對原有橋梁基礎(chǔ)造成較大沉降。此外，還有地基凍脹和橋梁建成以后原有地基變化也可能引起構(gòu)件裂縫產(chǎn)生。2.5　混