橋梁裂縫成因和對策探析

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1、橋梁裂縫成因和對策探析　　摘要:本文作者分析了橋梁裂縫的種類及原因，介紹了橋梁裂縫修補的方法。關(guān)鍵詞:橋梁裂縫；成因；對策；探討中圖分類號：TU984文獻標識碼：A文章編號：橋梁裂縫病害一直是困擾橋梁結(jié)構(gòu)安全的一大技術(shù)難題,由于設計疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力、養(yǎng)護不善均可能使混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫。因此,嚴格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標準進行設計、施工和監(jiān)理,是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎。在運營管理過程中,進一步加強巡查和管理,按養(yǎng)護規(guī)定進行日常養(yǎng)護和檢查,及時發(fā)現(xiàn)和處理問題,以延長橋梁的使用壽命,保證行人和行車的安全。1橋梁裂縫的種類及原因橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的成因

2、復雜而繁多,甚至是多種因素相互影響,但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因。橋梁裂縫的種類,就其產(chǎn)生的原因,大致可劃分如下幾種:1.1荷載引起的裂縫混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫,主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。1.1.1直接應力裂縫。是指外荷載引起的直接應力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有:7(1)設計計算階段,結(jié)構(gòu)計算時不計算或部分漏算;計算模型不合理;結(jié)構(gòu)受力假設與實際受力不符;荷載少算或漏算;內(nèi)力與配筋計算錯誤;結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設計時不考慮施工的可能性;設計斷面不足;鋼筋設置偏少或布置錯誤;結(jié)構(gòu)剛度不足;構(gòu)造

3、處理不當;設計圖紙交代不清等。(2)施工階段,不加限制地堆放施工機具、材料;不了解預制結(jié)構(gòu)受力特點,隨意翻身、起吊、運輸、安裝、不按設計圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序,改變結(jié)構(gòu)受力模式;不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。(3)使用階段,超出設計載荷的重型車輛過橋;受車輛、船舶的接觸、撞擊、發(fā)生大風、大雪、地震、爆炸等。1.1.2次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產(chǎn)生裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有:(1)在設計外荷載作用下,由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮,從而在某些部位引起次應力導致結(jié)構(gòu)開裂。7(2)橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設置

4、牛腿等,在常規(guī)計算中難以用準確的圖式進行摸擬計算,一般根據(jù)經(jīng)驗設置受力鋼筋。一般情況下,受力構(gòu)件挖孔后,力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象,在孔洞附近密集,產(chǎn)生巨大的應力集中。在長跨預應力連續(xù)梁中,經(jīng)常在跨內(nèi)根據(jù)截面內(nèi)力需要截斷綱束,設置錨頭,而在錨固斷面附近經(jīng)?？梢钥吹搅芽p。因此,若處理不當,在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件狀突變處、受力鋼筋斷處容易出現(xiàn)裂縫。1.2溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),當外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化,混凝土發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應力,當應力超過混凝土拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變

5、化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有:(1)年溫差。一年中四季溫度不斷變化,但變化相對緩慢,對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導致橋梁的縱向位移,一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設置柔性墩等構(gòu)造措施解決,只有結(jié)構(gòu)的位移受到限制時才會引起溫度裂縫,如拱橋、剛架橋等。(2)日照。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后,溫度明顯高于其它部位,溫度梯呈非線形分布。由于受到自身約束作用,導致局部位應力較大,出現(xiàn)裂縫。。(3)驟然降溫。驟然降溫跟日照情況相似,也是導致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因(4)水化熱。出現(xiàn)在施工過程中,大體積混凝土(厚度超過2.0米)澆筑之后由于水泥水化放熱

6、,致使內(nèi)部溫度很高,內(nèi)外溫差太大,致使表面出現(xiàn)裂縫7(5)蒸汽養(yǎng)護。冬季施工時措施不當,混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫。1.3收縮引起的裂縫混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。其中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因,另外還有自生收縮和碳化收縮。鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯,混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋。收縮裂縫大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細,且縱橫交錯,成龜裂狀,形狀沒有任何規(guī)律。影響混凝土收縮裂縫的主要因素有:(1)水泥品種、標號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高,普通水泥、火山灰水泥、礬水泥混凝土

7、收縮性較低。(2)骨料品種。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、收縮性較低;而砂巖、板巖,角親巖等吸水率較大、收縮性較高。(3)水灰比。用水量越大,水灰比越高,混凝收縮越大。(4)外摻劑。外摻劑保水性越好,混凝土收縮越小。(5)養(yǎng)護方法。良好的養(yǎng)護可加速混凝土的水化反應,獲得較高的混凝土強度。養(yǎng)護時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護時間越長,則混凝土收縮性越小。蒸汽養(yǎng)護方式比自然養(yǎng)護方式混凝土收縮要小。(6)外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風速大,則混凝土水分蒸發(fā)快,混凝土收縮越快。7(7)振搗方式及時間。機械振搗方式比手工搗固方

8、式混凝土收縮性要小。振搗時間應根據(jù)機械性能決定,一般以5～15s/次為宜。時間太短,振搗不密實