混凝土裂縫的診斷技術(shù)

1、混凝土橋梁裂縫診斷技術(shù),混凝土橋梁裂縫診斷技術(shù) 第一節(jié) 前言 混凝土橋梁病害的主要表現(xiàn)形式： 1、裂縫 2、變形（變位） 3、腐蝕 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)而言，其病害的最終形式是裂縫。 所有混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫都是由于混凝土中拉應(yīng)變超過(guò)當(dāng)時(shí)的混凝土極限拉應(yīng)變而產(chǎn)生的，因此混凝土裂縫都是受力裂縫。為了與公路橋涵規(guī)范所述的裂縫類型相對(duì)應(yīng)，裂縫所產(chǎn)生的原因分為兩類：1、非荷載裂縫由于材料自身內(nèi)力引起裂縫，如材料自損和劣化,2、荷載裂縫由于外荷載、預(yù)應(yīng)力作用、溫度變化、混凝土收縮、徐變及支座變位等引起的裂縫。 雖然裂縫在規(guī)范里是作為正常使用狀態(tài)中耐久性來(lái)評(píng)價(jià)，但結(jié)構(gòu)損壞乃致倒塌往往是從裂縫的擴(kuò)展開(kāi)始的，由安全狀態(tài)隨

2、著時(shí)間的延伸而逐漸轉(zhuǎn)化為不安全狀態(tài)，因此結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題實(shí)質(zhì)也是安全問(wèn)題，必須引起重視,第二節(jié) 非荷載裂縫 一、混凝土收縮裂縫 1、混凝土收縮原因 1）混凝土組成： 粗骨料 細(xì)骨料 膠結(jié)料：水泥水水化水泥凝膠體水泥石 2）混凝土收縮實(shí)為水泥石收縮，有三種原因： 化學(xué)收縮水化過(guò)程中體積縮小 物理收縮自由水蒸發(fā)、干燥引起體積縮小 碳化收縮空氣中CO2與混凝土中Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生CaCO3析出水分蒸發(fā)，促使體積縮小,2、混凝土收縮裂縫的原因自由收縮受到約束 當(dāng)收縮受到約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)變大于當(dāng)時(shí)混凝土的極限拉應(yīng)變就會(huì)產(chǎn)生與拉應(yīng)力方向相垂直的裂縫。 1) 混凝土構(gòu)件表面收縮龜裂（圖1） 圖1

3、-a 混凝土表面龜裂,圖1-b 橋面鋪裝收縮裂縫,這類收縮裂縫多數(shù)是混凝土構(gòu)件表層由于養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，表層失水、干縮所造成。這類裂縫一般不深，多數(shù)深度不超過(guò)鋼筋保護(hù)層厚度。 2）墩臺(tái)混凝土的豎向收縮裂縫 在巖石基礎(chǔ)上澆筑的墩臺(tái)混凝土，混凝土墩身要收縮，巖石基礎(chǔ)不收縮，由此產(chǎn)生收縮差，巖石基礎(chǔ)阻止墩身混凝土收縮而在橫向產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)變大于該時(shí)段的混凝土極限拉應(yīng)變就會(huì)產(chǎn)生豎向裂縫，這類墩身、臺(tái)身的豎向裂縫為下寬上細(xì)，當(dāng)臺(tái)身較厚，由于表層收縮大、內(nèi)部收縮小，因此顯示表層裂縫寬些、內(nèi)部裂縫細(xì)些，一般不貫通（圖2,圖2 巖石基礎(chǔ)上混凝土橋臺(tái)豎直裂縫,在先澆筑好的混凝土承臺(tái)上再澆筑薄壁砼墻身（C30，水灰

4、比達(dá)0.63，泵送砼）。由于第一次澆筑的混凝土齡期長(zhǎng)些，其收縮已完成一部分，后期收縮要小一些，但后澆的薄壁墻身收縮顯然要大于先澆部分混凝土的后期收縮量，導(dǎo)致產(chǎn)生收縮差而裂縫（圖3）。由于墻體薄，故裂縫一般貫通。 圖3 在先澆注的混凝土承臺(tái)上澆注 橋臺(tái)墻身的混凝土收縮裂縫,斜拉橋塔底段混凝土豎向收縮裂縫（圖4）。 這類裂縫的深度一般不深,圖4 斜拉橋塔底裂縫 維修方法： a、采用在裂縫內(nèi)注入特種樹(shù)脂膠，如壁可法。 b、采用水泥基滲透結(jié)晶型漿料涂刷，如XYPEX（賽伯斯,預(yù)制T梁由于鋼模拆除不及時(shí)，T梁混凝土收縮受到鋼模板約束，造成最薄處的腹板豎向裂縫，圖5為蘇嘉杭高速公路T梁收縮裂縫。由于腹板較

5、薄，這類收縮裂縫可能穿透腹板厚度，但對(duì)承載能力基本上無(wú)影響。 圖5 鋼模板拆模遲引起T梁腹板收縮裂縫 維修方法：封閉裂縫,3）老橋混凝土腹板的碳化收縮現(xiàn)象 如蘇式T梁腹板經(jīng)常發(fā)現(xiàn)棗核形裂縫，即兩端細(xì)，中間粗。裂縫下端細(xì)是由于下緣配筋量大，裂縫上端由于逐漸上伸到受壓區(qū)而消失。裂縫中間粗有二個(gè)原因：一是腹板縱向水平鋼筋少；二是在原有裂縫基礎(chǔ)上，由于碳化收縮而使裂縫寬度增寬，圖6為蘇式T梁裂縫狀況。 圖6 蘇式T梁裂縫,4）預(yù)制構(gòu)件拼裝濕接頭收縮裂縫 拱片之間的橫系梁、橫隔板的兩端濕接頭產(chǎn)生收縮裂縫（圖7-a、b）。 圖7-a,圖7-b 剛架拱（蘇州金雞橋）橫隔板 濕接頭收縮裂縫,危害性： a、產(chǎn)生

6、橫向搖擺 b、荷載橫向分布集中，降低承載能力。 c、造成拱片頂部橋面順橋向裂縫（圖8）。 圖8 剛架拱橋面縱向裂縫,維修要點(diǎn)： 鑿除橫隔板兩端開(kāi)裂的濕接段，澆注鋼筋混凝土圍套?；炷敛捎脽o(wú)收縮自流平砂漿,空心板梁剪力鉸鉸縫混凝土因收縮產(chǎn)生縫隙后，相鄰兩榀空心板在荷載作用下產(chǎn)生撓度不連續(xù)，因此導(dǎo)致鋪裝混凝土產(chǎn)生S形彎曲，在撓度小的梁邊產(chǎn)生負(fù)彎矩，當(dāng)橋面鋪裝鋼筋配筋率低時(shí)，易造成橋面沿梁長(zhǎng)順橋向裂縫（圖9），由此降低橫橋向整體性，使荷載橫向分布集中，降低橋梁承載能力,圖9 空心板梁 橋面縱縫,圖10 空心板梁剪力鉸收縮后橋面鋪裝混凝土裂縫分析,維修要點(diǎn)： 方案一： a、橋面鋪裝重新修筑，采用鋼筋鋼

7、纖維混凝土； b、原剪力鉸鑿除，采用比板梁混凝土強(qiáng)度高一 級(jí)的銑削型鋼纖維混凝土，含量為50Kg/m3； c、新橋面鋪裝與板梁之間結(jié)合面應(yīng)種植結(jié)合面 抗剪鋼筋，兩端密一些，中央疏一些； 方案二： 橫橋向施加體外預(yù)應(yīng)力,5）空心板梁封頭板砂漿收縮裂縫引起滲水（圖 11），使空腔內(nèi)聚積大量水，曾經(jīng)在一塊空心板梁的空腔底部鉆一小孔， 出水量達(dá)0.6m3，對(duì)普通鋼筋混凝土空心板梁的受荷裂縫在受荷時(shí)張開(kāi)引起內(nèi)部水逐漸滲出，導(dǎo)致底部鋼筋銹蝕嚴(yán)重,圖11 空心板梁封頭板砂漿收縮裂縫滲水,6）空心板梁底面縱向裂縫（圖12） 圖12 該處縱向裂縫是與空心板梁空腔最低處相對(duì)應(yīng)，裂縫處有滲水痕跡，表明裂縫已貫通空腔

8、底板厚度，裂縫寬度可由0.1mm0.5mm左右,其原因是混凝土收縮所造成。 對(duì)承載能力不影響，僅影響耐久性。 維修要點(diǎn)： a、封閉裂縫。 b、若有滲水痕跡，應(yīng)鑿洞，把空腔內(nèi)積水漏盡。 7）中承式拱吊桿上端封錨混凝土因收縮裂縫滲水，通過(guò)錨頭孔隙流入鋼束而銹蝕。圖13為合肥壽春橋吊桿上端封錨混凝土四周的收縮裂縫和積水。圖14為壽春橋吊桿鋼絲索嚴(yán)重銹蝕（采用黃油保護(hù),圖13-a 封錨混凝土周邊收縮裂縫,圖13-b 壽春路橋中承式拱吊桿頂端 封錨處有5cm厚積水,圖14 壽春路橋吊桿鋼管內(nèi)部黃油由于鋼絲 銹蝕物混合成咖啡渣狀并含水份,8）預(yù)應(yīng)力管道保護(hù)層方向裂縫 T梁腹板預(yù)應(yīng)力管道保護(hù)層順管道方向裂縫

9、 （圖15,圖15 由于第2根波紋管邊緣保護(hù)層較薄，粗骨料不 易進(jìn)入，因此易產(chǎn)生收縮裂縫,等截面箱梁底面沿波紋管方向裂縫（圖16,圖16 薄處混凝土收縮大，厚處混凝土收縮小，并產(chǎn)生收縮應(yīng)力集中而開(kāi)裂,該裂縫對(duì)承載能力沒(méi)有影響，僅影響耐久性。 維修方法：封閉裂縫,圖17 后果： a、濕接段板由固端板變成簡(jiǎn)支板，跨中彎矩增大一倍； b、收縮裂縫常年滲水，鋼筋銹蝕，甚至銹斷； c、現(xiàn)澆濕接段翼板產(chǎn)生斷裂、塌陷、坑洞,9）預(yù)制T梁翼板間后澆濕接段收縮裂縫（圖17,維修要點(diǎn)： a、鑿除濕接段，重新布筋澆筑； b、新澆筑混凝土應(yīng)采用補(bǔ)償收縮混凝土，并加強(qiáng)養(yǎng) 護(hù)； c、再澆筑一層橋面鋪裝混凝土覆蓋濕接縫；

10、d、增設(shè)防水層； e、瀝青鋪裝,3、 解決方法 1）補(bǔ)償收縮混凝土配制方法 補(bǔ)償收縮混凝土是在普通混凝土中按規(guī)定比例摻加有效膨脹劑，如UEA用量為水泥用量的1214，可防止產(chǎn)生收縮裂縫。但一定要連續(xù)保濕三天以上，否則裂縫反而多。 2）裂縫封閉方法 注入稀環(huán)氧樹(shù)脂膠； 鑿槽后采用無(wú)收縮水泥基專用修補(bǔ)砂漿修補(bǔ)； 裂縫較深者鑿槽后采用高強(qiáng)度免振無(wú)收縮砂漿 修補(bǔ)； 涂抹滲透結(jié)晶型水泥基漿料,10）混凝土沉落裂縫 由于混凝土剛澆筑、振搗，抹面壓光后，混凝土在自重作用下仍有繼續(xù)沉縮趨勢(shì)，此時(shí)受到鋼筋阻礙（圖18-a），或模板約束（圖18-b），就會(huì)產(chǎn)生裂縫。 圖18 混凝土沉落裂縫 a鋼筋阻礙的沉落裂縫

11、b模板阻礙的沉落裂縫,原因： a、 振搗不充分 b、 漏漿 c、 跑模 d、 模板剛度不夠 e、 混凝土保護(hù)層太薄 f、 混凝土坍落度過(guò)大 g、 空心板梁空腔氣囊漏氣（圖19,圖19 空心板澆筑混凝土初凝后因氣囊漏氣而產(chǎn)生裂縫,這類裂縫一般為表層裂縫，處理方法： a、沿裂縫鑿U型槽，采用專用修補(bǔ)砂漿修補(bǔ)； b、這類裂縫較密時(shí)可整片鑿除混凝土保護(hù)層， 采用免振自流平砂漿修補(bǔ)。二、鋼筋銹蝕引起的裂縫 混凝土中鋼筋產(chǎn)生銹蝕后，由于銹皮會(huì)吸濕產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而膨脹，其體積將增大24倍，從而脹裂混凝土保護(hù)層。 對(duì)于鋼筋銹蝕，首先要分析是先銹后裂，還是先裂后銹。 1、先銹后裂,1）混凝土保護(hù)層碳化 鋼筋混凝土

12、保護(hù)層起保護(hù)鋼筋作用的機(jī)理是因?yàn)榛炷帘Ｗo(hù)層具有弱堿性，與鋼筋表面產(chǎn)生一層鈍化膜，從而保護(hù)鋼筋不被銹蝕，俗稱堿性保護(hù)。 但混凝土與空氣中的二氧化碳CO2由水通過(guò)毛細(xì)孔與混凝土中氫氧化鈣起作用（化學(xué)反應(yīng)）Ca(OH)2 CO2CaCO3 H2O轉(zhuǎn)化為中性的碳酸鈣和水使這部分混凝土由堿性變成中性，也即PH值由原來(lái)的13降低到810，這就是混凝土碳化，當(dāng)保護(hù)層全被碳化，也就是失去堿性保護(hù)，在鋼筋表面不能繼續(xù)生成鈍化膜，當(dāng)外界有腐蝕物質(zhì)時(shí)，通過(guò)毛細(xì)孔滲入到鋼筋表面而銹蝕，從而脹裂混凝土保護(hù)層，這是先銹后裂,2）氯離子鋟蝕引起銹蝕氯離子（Cl-1）存在于鹽中，如Nacl（氯化納）、Cacl（氯化鈣），當(dāng)

13、中含有氯離子（Cl-1）時(shí)，混凝土堿度雖然較高，鋼筋周圍的混凝土尚未碳化，此時(shí)鋼筋也會(huì)出現(xiàn)銹蝕，這是因?yàn)槁入x子半徑小，活性大，具有很強(qiáng)穿透鈍化膜的能力，氯離子首先吸附在鈍化膜有缺陷處，使氫氧化鐵反應(yīng)成易溶的氯化鐵，使鈍化膜局部破壞，產(chǎn)生坑蝕。氯離子來(lái)源： 內(nèi)摻型 50年代冬季施工常用氯鹽（氯化鈣）摻加，防凍，造成鋼筋銹蝕（圖20,圖20 鋼筋周圍混凝土未碳化，鋼筋銹蝕是由于氯離子引起,外滲型 化工廠 海邊地區(qū)結(jié)構(gòu)物 北方橋面化冰鹽等 由氯離子引起鋼筋銹蝕而脹裂混凝土保護(hù)層，也是先銹后裂類型。 2、先裂后銹 1) 荷載裂縫的裂縫寬度過(guò)大，外界腐蝕物質(zhì)有直 接通道而銹蝕鋼筋; 2) 酸雨腐蝕先腐蝕

14、混凝土保護(hù)層繼而銹蝕鋼筋; 3) 骨料膨脹引起混凝土裂縫后再銹蝕鋼筋,3、鋼筋引起混凝土崩裂的形態(tài) 鋼筋銹蝕引起裂縫形態(tài)一般是順筋向的。對(duì)先銹后裂的混凝土構(gòu)件，實(shí)際上在鋼筋銹蝕早期，構(gòu)件內(nèi)部已有層離裂縫存在，但外部還尚未裂縫，此時(shí)可用小錘輕敲聽(tīng)聲，有空殼聲表示內(nèi)部已有層離裂縫起殼，然后鑿開(kāi)檢查。 1）縱筋銹蝕裂縫（圖21） 圖21 鋼筋銹蝕引起順筋向裂縫,圖22 立柱銹脹裂縫,圖23 雙曲拱拱肋下緣鋼筋銹脹,圖24-a T梁端部鋼筋銹蝕,圖24-b 銹蝕部分采用自流平砂漿修補(bǔ),2）箍筋銹蝕裂縫（圖25），手摸裂縫邊緣有突出高差感覺(jué)。 圖25 箍筋銹蝕崩裂混凝土保護(hù)層,圖26 蓋梁箍筋銹蝕,3）

15、鋼筋銹蝕后，內(nèi)部混凝土產(chǎn)生層離狀態(tài)見(jiàn)圖27。 圖27 鋼筋銹蝕后，內(nèi)部混凝土發(fā)生層離現(xiàn)象,這類因鋼筋銹蝕后而產(chǎn)生的順筋向裂縫，在評(píng)定時(shí)不能用規(guī)范中“對(duì)荷載裂縫的寬度限值”作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)定。根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)構(gòu)件表面出現(xiàn)順筋向裂縫，并確定是由于內(nèi)部鋼筋銹蝕所引起，即使表面順筋向裂縫寬度小于受力裂縫寬度限制0.2mm，甚至在0.1mm以下時(shí)，也應(yīng)及時(shí)予以維修。有起殼聲者表明已層離，應(yīng)及時(shí)鑿除，用聚合物修補(bǔ)砂漿予以修補(bǔ)，并在混凝土表面涂刷滲透結(jié)晶型的濃縮劑漿料堵封混凝土毛細(xì)孔，防止外界腐蝕性物質(zhì)通過(guò)水滲入，使鋼筋進(jìn)一步銹蝕,圖28 四川路橋箱體腹板和頂板鋼筋 大面積銹蝕而崩裂混凝土保護(hù)層 圖28-a 腹

16、板鋼筋銹蝕崩裂混凝土表面,圖28-b 箱內(nèi)頂板鋼筋銹蝕成片頂裂混凝土保護(hù)層,圖29-a 漢陽(yáng)路橋橋面板鋼筋銹損,圖29-b 漢陽(yáng)路橋邊橋面板鋼筋嚴(yán)重銹蝕,4）鋼筋銹蝕的危害 粘結(jié)力減弱，降低承載能力； 鋼筋截面減小，降低承載能力； 鋼筋銹蝕后易產(chǎn)生應(yīng)力集中，增加脆性； 預(yù)加應(yīng)力鋼筋銹蝕后，在高應(yīng)力作用下會(huì)加快銹蝕，即所謂應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象。 5）維修加固方法 銹蝕鋼筋徹底除銹，補(bǔ)焊鋼筋，彌補(bǔ)鋼筋銹損，然后用混凝土包裹保護(hù)； 銹蝕鋼筋應(yīng)徹底除銹，用混凝土修補(bǔ)，粘貼鋼板或碳纖維布，補(bǔ)充鋼筋截面損失； 保護(hù)層混凝土已全面碳化，不防銹，采用XYPEX(賽伯斯)濃縮劑漿料涂刷封閉砼毛細(xì)孔，隔離水及腐蝕性物質(zhì)，

17、防止鋼筋繼續(xù)銹蝕,滲入滲透型阻銹劑，防止鋼筋銹蝕。 三、骨料膨脹引起的裂縫 （一）概況 這是近年來(lái)遇到的機(jī)率逐漸增多的一種病害，就我個(gè)人而言，自1984年首先在房屋建筑中發(fā)現(xiàn)，繼而在橋梁領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)。在橋梁方面首先于1995年在杭州清泰門(mén)立交橋上發(fā)現(xiàn)，接著于1999年在上海內(nèi)環(huán)線高架道路黃興路段空心板梁上發(fā)現(xiàn)，繼而于 2001年在上海寶山區(qū)龍珍港橋、上海嘉定區(qū)新涇橋和蘇州唯定大橋相繼發(fā)現(xiàn)，最近在上海內(nèi)環(huán)線高架道路上又發(fā)現(xiàn)橋墩立柱和蓋梁產(chǎn)生該病害,1、杭州清泰門(mén)立門(mén)橋骨料膨脹病害 圖30af為杭州清泰門(mén)立交橋端橫隔板由于堿 活性骨料膨脹引起的裂縫形態(tài)。 圖30a 杭州清泰門(mén)立交橋西部第七孔和第八孔

18、實(shí)景,圖30b 清泰門(mén)立交橋西部第七孔和第八孔之間伸縮縫西側(cè)第七孔端橫梁底裂縫,圖30c 清泰門(mén)立交橋第七孔端橫梁裂縫形態(tài),圖30d 清泰門(mén)立交橋第八孔端橫梁底裂縫形態(tài),圖30e 清泰門(mén)立交橋第七孔端橫梁鑿入內(nèi)部發(fā)現(xiàn)堿骨料反映特征變質(zhì)輝綠巖外圈產(chǎn)生白色反應(yīng)環(huán),圖30f 清泰門(mén)立交橋第七孔端橫梁內(nèi)部層離狀裂縫形態(tài),圖30a顯示清泰門(mén)立交橋?yàn)殡p箱并聯(lián)連續(xù)箱梁橋 圖30-b為清泰門(mén)立交橋西部第七孔與第八孔之間伸縮縫西側(cè)第七孔端橫梁底面裂縫狀況 由該圖顯示該橫梁北端底面龜裂，在底面和側(cè)面用手指觸摸，可明顯感覺(jué)裂縫兩側(cè)有高差，表明一側(cè)“凸出”必然有膨脹源膨脹所致，經(jīng)鑿除松散碎塊后可發(fā)現(xiàn)橫梁底粗鋼筋(22

19、)被向外頂彎彎曲，在橫梁頂部有一橫橋向裂縫，仔細(xì)用手觸摸，該縫可明顯感覺(jué)到裂縫下側(cè)相對(duì)于上側(cè)凸出10mm，這些均表明混凝土內(nèi)部有多個(gè)膨脹源膨脹頂出所致。 圖30e為清泰門(mén)立交橋第七孔端橫梁鑿入內(nèi)部,發(fā)現(xiàn)變質(zhì)青砂巖碎石外圈產(chǎn)生白色反應(yīng)環(huán)，這是明顯的彌漫性堿活性骨料所起化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，白色反應(yīng)環(huán)為堿活性骨料在堿和水的作用下產(chǎn)生的反應(yīng)物，為吸潮膨脹物，由于堿活性骨料多（彌漫型），故其內(nèi)部裂縫呈層離狀裂縫（圖30f）。 骨料膨脹先引起端橫隔板與頂板底的結(jié)合面裂縫，此后由于伸縮縫處滲漏水不斷，導(dǎo)致端橫隔板箍筋在該結(jié)合面裂縫處全部銹斷，這也是先裂后銹的主要表現(xiàn)。 2、上海內(nèi)環(huán)線高架道路空心板梁骨料膨脹病害

20、 上海內(nèi)環(huán)線高架道路黃興路12211223墩之間二孔跨徑為22m的先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁于2000年發(fā)現(xiàn)梁底多處產(chǎn)生混凝土保護(hù)層崩裂和崩落，幸好未傷人,圖31ad為空心板底面崩裂裂縫和崩落后可見(jiàn)白色及姜黃色石子 圖31a,圖31b,圖31c,圖31d,圖32a為空心板梁梁底因骨料膨脹而產(chǎn)生沖剪裂縫形態(tài)，放射形裂縫交點(diǎn)內(nèi)部有一膨脹源（膨脹骨料） 圖32a,圖32b為空心板梁底因骨料膨脹的沖剪裂縫一側(cè)凸，有高差，表明被脹出 圖32b,圖32c為空心板梁底因骨料膨脹的被沖剪部分的錐狀體鑿除后，可見(jiàn)潮濕姜黃色石子膨脹骨料膨脹源（直徑約11cm） 圖32c,圖32d上述膨脹骨料膨脹，不僅把混凝土脹裂，還把

21、鋼筋脹彎 圖32d,圖32e空心板梁底骨料膨脹崩落混凝土錐體 圖32e黃興路內(nèi)環(huán)線高架空心板梁底 骨料膨脹崩落混凝土錐體,對(duì)于空心板梁橋其只有一個(gè)臨空面，可以直接觀察，而側(cè)面由于梁與梁之間并列靠緊無(wú)法檢查裂縫，頂面由于瀝青混凝土覆蓋著，也無(wú)法檢查裂縫，因此其內(nèi)部裂縫目前還無(wú)直接觀測(cè)方法，我們?cè)鴩L試?yán)走_(dá)檢測(cè)，能了解相互間損傷的相對(duì)程度，但還不能直接判斷損傷形態(tài)。 如果腹板崩裂和頂板崩裂，其損壞的危害性更大，腹板崩裂，因此必須引起重視。經(jīng)檢測(cè)，這類骨料為氧化鎂。 3、上海寶山龍珍港橋骨料膨脹病害 龍珍港橋建于1992年，為一座三孔鋼筋混凝土空心板梁，跨徑組成為8m10m8m（圖33a），橋?qū)?9.

22、5m，在2001年2月發(fā)現(xiàn)該橋北半橋中孔（圖33b）和邊孔車行道橋面鋪裝碎裂（圖33c），進(jìn)而發(fā)現(xiàn)空心板頂部碎裂（圖33d），對(duì)碎裂部分檢查可發(fā)現(xiàn)白色、姜黃色骨料，表面呈粉狀（圖33e和33f），不,僅如此，還發(fā)現(xiàn)常有白色反應(yīng)環(huán)的碎石（圖33g），這些均為膨脹骨料。 圖33-a,圖33-b,圖33-c,圖33-d,圖33-e,圖33-f,圖33-g,該空心板梁底也已全面被膨脹骨料所脹裂，由于與黃興路高架相似，恕不復(fù)述。本節(jié)要說(shuō)明的是空心板梁梁頂碎裂的危害性，以補(bǔ)充前述不足，由于空心板梁頂部處于受壓區(qū)，如受壓區(qū)碎裂到一定程度，則易導(dǎo)致空心板梁突然斷裂，為此必須予以重視。 4、嘉定唐華路新涇橋橋墩

23、骨料膨脹病害 該橋?yàn)橐蛔卓招陌搴?jiǎn)支梁橋（圖34-a），兩端橋臺(tái)為樁基重力式，中間兩橋墩為雙排樁樁基，橋墩承臺(tái)高為0.8m，寬為1.7m，其上為三根圓形立柱和蓋梁組成墩身，該橋主要病害是橋墩有嚴(yán)重裂縫，具體如下,1）該橋唐行方向橋墩承臺(tái)有嚴(yán)重裂縫（圖34- b），最大裂縫寬度達(dá)30mm以上，其裂縫特征 為： 裂縫兩側(cè)有明顯高差，最大高差可達(dá)幾厘米， 圖34-c為承臺(tái)圓端環(huán)向裂縫，裂縫右側(cè)頂面混 凝土高出裂縫左側(cè)混凝土30mm以上。圖34-d為 承臺(tái)靠唐行方向一側(cè)的邊緣裂縫頂面部分混凝 土高出側(cè)面40mm以上,圖34-a,圖34-b,圖34-c,圖34-d,承臺(tái)頂面混凝土有放射狀裂縫（圖34-

24、e）和龜紋狀裂縫（圖34-f）。 圖34-e,圖34-f,裂縫呈層離狀，用錘敲擊混凝土頂面及側(cè)面，有 明顯起殼聲，這種剝離層厚度達(dá)150mm以上（圖34-g）。 圖34-g,承臺(tái)底部和四周在水下，無(wú)法觀察，只能用手支摸，發(fā)現(xiàn)其裂縫形態(tài)與頂部相同，由此可知，該承臺(tái)上、下和四周已全面層離起殼。 3）唐行方向橋墩立柱上端也有局部放射狀及龜裂狀裂縫，下端有多條豎向裂縫，長(zhǎng)度約為4050cm。 4）病害原因 根據(jù)承臺(tái)裂縫二側(cè)有高差，多處呈放射形及龜紋裂縫的特征，可以判斷為粗骨料膨脹所引起，根據(jù)承臺(tái)裂縫分布形態(tài)確診含有這類膨脹性骨料是彌漫性的，通過(guò)局部打開(kāi)層離裂縫部位，可見(jiàn)骨料表面附著一層白色粉末（圖34

25、h）或白色漿狀物質(zhì)，這是一種反應(yīng)物，經(jīng)檢測(cè)這種反應(yīng)物是硫酸鹽骨料，正是這種反應(yīng)物的膨脹，是造成承臺(tái)嚴(yán)重裂縫的根本原因，這類反應(yīng)統(tǒng)稱“骨料膨脹反應(yīng),根據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，在北京、天津等地橋梁已發(fā)生多起這類病害，如北京西直門(mén)立交橋（已拆除），三元立交橋等，這類病害俗稱“混凝土的癌癥”說(shuō)明對(duì)已建混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是難治的病害,圖34-h,二）骨料膨脹病害種類及產(chǎn)生條件 1、骨料膨脹病害有兩類： 第一類：“堿骨料反應(yīng)”引起骨料膨脹，破壞混凝土。 第二類：含有氧化鎂骨料、硫酸鹽骨料或生石灰緩慢水化膨脹而破壞混凝土。 骨料膨脹病害的進(jìn)展是由表及里的，這是與外界潮氣由表面通過(guò)毛細(xì)孔逐漸滲入有關(guān)。 2、其中發(fā)生所謂“

26、堿骨料反應(yīng)”產(chǎn)生的條件有三點(diǎn)： 1）混凝土骨料中含有一定量的堿活性二氧化硅，例如白云石、蛋白石、玻璃質(zhì)二氧化硅，結(jié)晶不完整的二氧化硅礦物等，當(dāng)含量大于5時(shí)，對(duì)混凝土構(gòu)件可能會(huì)產(chǎn)生損害,2）混凝土中堿含量超過(guò)一定量（一般控制在 3kg/m3之內(nèi)）； 3）水。 前兩點(diǎn)是發(fā)生“堿骨料反應(yīng)”的必要條件，后一點(diǎn)水是充分條件。 3、第二類骨料膨脹的主要條件是水。 上述兩類骨料膨脹后體積可達(dá)原體積的24倍，相當(dāng)可觀。一般產(chǎn)生這類病害是在結(jié)構(gòu)竣工數(shù)年（一般在五年后）后發(fā)現(xiàn)，例杭州清泰門(mén)立交橋橫梁病害是建成后7年左右被發(fā)現(xiàn)，內(nèi)環(huán)線高架發(fā)現(xiàn)該類病害為竣工后6年被發(fā)現(xiàn)。 （三）危害性 這類材料自損現(xiàn)象危害很大，當(dāng)在

27、一處首先發(fā)現(xiàn),這類病害時(shí)，應(yīng)把它當(dāng)作一個(gè)信號(hào)，很可能在其它部位也會(huì)相繼出現(xiàn)。 骨料膨脹病害的危害性： 1、骨料膨脹裂縫后使截面削弱。 2、裂縫處易滲水，銹蝕鋼筋（杭州清泰門(mén)立交橋 橫梁頂部箍筋全部銹斷），這類鋼筋銹蝕屬于 先裂后銹。 3、受壓區(qū)因骨料膨脹而損壞，達(dá)到一定程度后， 可能會(huì)出現(xiàn)受壓突然破壞。 4、梁端因骨料膨脹而損壞，有可能產(chǎn)生斜壓破壞 形態(tài),綜上所述，對(duì)骨料膨脹病害必須予以重視。 （四）骨料膨脹裂縫的辨別方法： 1、膨脹骨料在構(gòu)件淺層，一般呈網(wǎng)狀及放射形裂縫，裂縫交點(diǎn)處為膨脹骨料所在位置（圖35,a 平面圖 b 立面圖 圖35 骨料膨脹沖剪錐體,2、當(dāng)膨脹骨料在鋼筋背后，則骨料膨

28、脹后，會(huì)把鋼筋頂彎，此時(shí)有可能產(chǎn)生順?shù)摻盍芽p，但其長(zhǎng)度不長(zhǎng)，有時(shí)可能出現(xiàn)混凝土被沖剪破裂，其裂縫為周邊一圈。 3、混凝土沖剪錐體邊緣裂縫的兩側(cè)有高差。 若內(nèi)部膨脹骨料為彌漫性分布，其內(nèi)部有可能產(chǎn)生層離狀千層餅似的裂縫（圖36）。 圖36 多顆膨脹源引起層離裂縫,4、與網(wǎng)狀收縮裂縫的區(qū)別有兩點(diǎn)： 1）收縮裂縫一般發(fā)生時(shí)間較早，多在施工后即發(fā)生， 而骨料膨脹裂縫均在幾年之后發(fā)生。 2）收縮裂縫兩側(cè)無(wú)高差，而骨料膨脹裂縫兩側(cè)有高 差。 （五）骨料膨脹類型判別 由于骨料膨脹類型較多，這里從表面可大致判別。 1、石子周圍有白色反應(yīng)環(huán)者，多為堿活性骨料所產(chǎn) 生。 2、裂縫中滲出乳白色，黃褐色，咖啡色，甚至

29、黑色的 堿硅凝膠，用濕布不易擦掉，多為堿骨料反應(yīng)。 3、膨脹源呈白色粉團(tuán)、姜黃色顆粒多為含氧化鎂石子 及生石灰吸潮膨脹所致,4、膨脹源呈白色顆粒，多為硫酸鹽骨料吸水膨脹所致。 （六）處理方法 1、在施工前，應(yīng)該對(duì)骨料進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)水泥及添加劑的堿含量加以控制，做好防水隔離，這是最好的預(yù)防措施。如果有條件可在攪拌混凝土?xí)r先摻加X(jué)YPEX(賽伯斯)摻合劑，可封閉毛細(xì)孔，消耗混凝土內(nèi)部自由水，減緩骨料膨脹事故的發(fā)生。 2、對(duì)于已建結(jié)構(gòu)，必須發(fā)現(xiàn)一處及時(shí)修補(bǔ)一處，修補(bǔ)時(shí)首先把膨脹骨料挖除，然后作好混凝土毛細(xì)孔封閉工作，如在混凝土表面涂刷XYPEX(賽伯斯)濃縮劑漿料，隔絕水分或潮氣侵入，以減緩病害發(fā)展速

30、度。若發(fā)現(xiàn)病害已較嚴(yán)重維修加固已不經(jīng)濟(jì)時(shí)，則應(yīng)拆除重建。 3、由于骨料膨脹病害發(fā)展是緩慢的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該病害時(shí)，不要焦急，經(jīng)詳細(xì)檢查后及時(shí)對(duì)策。對(duì)已發(fā)現(xiàn)的骨料膨脹錐體，應(yīng)及時(shí)清除，以防墜落傷人,四、鋼管拱橋裂縫 1、鋼管混凝土拱橋拱腳構(gòu)造裂縫 鋼管混凝土拱橋的拱腳與系梁連接處，若采用鋼筋混凝土連接構(gòu)造，以下為義烏賓王橋拱腳裂縫,圖37-a,b為賓王橋?qū)嵕啊?圖37-a,圖37-b,圖38-a,b為賓王橋拱腳連接構(gòu)造混凝土順拱向裂縫 圖38-a,圖38-b,產(chǎn)生這類裂縫的根本原因是由于鋼管拱的鋼管導(dǎo)熱系數(shù)高，而混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)低，在日照作用下，鋼管溫度比混凝土高，以致鋼管膨脹量比混凝土大，從而脹裂外

31、包混凝土，雖然混凝土內(nèi)部已布置了非常多的鋼筋，但效果甚微。一般采用封閉裂縫處理。 2、鋼管與核心混凝土粘結(jié)脫殼 1) 由于核心混凝土收縮和泌水引起與鋼管間的縫隙應(yīng)采用壓漿處理； 2）由于壓注混凝土?xí)r隔板的阻擋引起與鋼管間的空穴應(yīng)采用壓漿處理； 3）經(jīng)上述兩點(diǎn)處理后，在日照作用下，鋼管溫度高于核心混凝土的溫度，鋼管拱直徑大于核心混凝土的直徑，于是產(chǎn)生鋼管與核心混凝土起殼脫空。該現(xiàn)象是無(wú)法克服的。但一般這種縫隙很微細(xì)，可不予處理。 七、大體積混凝土水化熱引起的裂縫 大體積混凝土澆筑過(guò)程中，由于水泥水化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致內(nèi)外溫差，一般在澆筑過(guò)程中，應(yīng)采取措施控制內(nèi)外溫差不超過(guò)25 ，但往往由

32、于管理不善，保溫措施不力而開(kāi)裂,圖39 為某斜拉橋塔基混凝土承臺(tái)，養(yǎng)護(hù)狀況,圖40 為承臺(tái)混凝土西側(cè)面北部豎向裂縫,圖41 為承臺(tái)混凝土西側(cè)面中部豎向裂縫,圖42 為承臺(tái)混凝土西側(cè)面南部豎向裂縫,圖43 為承臺(tái)混凝土測(cè)溫,圖44 為用超聲波探測(cè)裂縫深度,第二節(jié) 荷載裂縫 一、正截面裂縫 所謂正截面裂縫是指垂直于構(gòu)件軸線的截面在正彎矩或負(fù)彎矩作用下產(chǎn)生的裂縫，這類裂縫一般垂直于構(gòu)件軸線方向（見(jiàn)圖45）。 圖45,二、斜截面裂縫 在梁端的剪力作用下，當(dāng)主拉應(yīng)變超過(guò)混凝土極限拉應(yīng)變，即產(chǎn)生斜截面裂縫（圖46），對(duì)于箱梁，在扭矩作用下，也會(huì)產(chǎn)生斜截面裂縫。 三、 組合結(jié)構(gòu)裂縫 在裝配組合式結(jié)構(gòu)中，往往

33、由于結(jié)合面強(qiáng)度不足，以及結(jié)合面未予配筋而在結(jié)合面受剪較大處及結(jié)合面受拉較大處產(chǎn)生裂縫（圖47）。 這類裂縫必須引起重視，由于結(jié)合面裂縫產(chǎn)生后，會(huì)造成截面承載能力大幅降低，在作荷載試驗(yàn)時(shí)，一般應(yīng)該檢測(cè)截面整體性,a 肋板組合截面的結(jié)合面裂縫 b 結(jié)合面裂縫部位 圖47 結(jié)合面裂縫,四、預(yù)加應(yīng)力不足引起裂縫 預(yù)加應(yīng)力不足，會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)提前出現(xiàn)裂縫，圖48為上海中山西路三號(hào)橋由于對(duì)箱梁剪滯效應(yīng)估計(jì)不足，而導(dǎo)致預(yù)加應(yīng)力不足，由此產(chǎn)生正截面裂縫。 圖48 上海中山西路三號(hào)橋由于預(yù)加應(yīng)力不足 引起箱梁底板下緣裂縫,五、預(yù)應(yīng)力混凝土錨下應(yīng)力集中引起裂縫 由于預(yù)應(yīng)梁在張拉時(shí)，若混凝土強(qiáng)度未達(dá)到一定要求，或

34、錨下配置抗應(yīng)力集中鋼筋不足時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)距錨具一定距離產(chǎn)生順應(yīng)力鋼筋方向的縱向裂縫。 圖49-a某橋預(yù)應(yīng)力橫梁端部產(chǎn)生明顯的錨下應(yīng)力集中裂縫,圖49b為錨下混凝土應(yīng)力分布示意圖 由圖49b可知在錨具處作用局部的集中力后， 在錨具下一定范圍內(nèi)是處于橫向受壓狀態(tài)，但過(guò)后即產(chǎn)生橫向受拉狀態(tài)，當(dāng)其拉應(yīng)變大于當(dāng)時(shí)混凝土極限拉應(yīng)變，即會(huì)沿預(yù)應(yīng)力方向開(kāi)裂,六、混凝土受壓裂縫 鋼筋混凝土拱橋由于拱腳過(guò)大水平位移或船撞，往往引起拱腳下緣處于較高壓應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)壓應(yīng)變超過(guò)其當(dāng)時(shí)的極限壓應(yīng)變，就會(huì)產(chǎn)生沿受壓方向的裂縫而破壞。 圖50為某剛架拱橋拱腳截面下緣混凝土產(chǎn)生受壓縱向裂縫形態(tài)，這種破壞形態(tài)類似于混凝土立方塊受壓破

35、壞時(shí)的形態(tài),圖50 如果受壓繼續(xù)加大，則下緣將全部壓碎，內(nèi)部下緣鋼筋會(huì)產(chǎn)生壓屈現(xiàn)象，這在軟土地基上早期拱橋中是常見(jiàn)現(xiàn)象，如圖51示意圖。這類拱腳壓碎往往是拱橋突然坍塌的先兆,受壓裂縫,圖51 七、橋面板沖剪裂縫 在6070年代修建的橋梁中，特別是雙曲拱農(nóng)橋，大量采用少筋混凝土微彎板，往往未經(jīng)計(jì)算和試驗(yàn)就應(yīng)用于橋梁上,在當(dāng)時(shí)通行小型拖拉機(jī)還能使用，但隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車載重越來(lái)越大，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生橋面板沖剪破壞，如圖52。 圖52,也有一些老橋，由于橋面板板底鋼筋銹蝕導(dǎo)致橋面板混凝土被脹裂崩落，使截面嚴(yán)重減弱而發(fā)生沖剪破壞，如上海四川路橋就發(fā)生這樣的事故,圖53,八、橋面伸縮縫構(gòu)造的損壞 1、板

36、式橡膠伸縮縫構(gòu)造往往由于螺母松掉而損壞。 2、剛架拱橋端部型鋼伸縮縫構(gòu)造，由于橋面板端部無(wú)端橫隔板，使橋面板的抗彎剛度不足，而導(dǎo)致型鋼伸縮縫兩側(cè)保護(hù)段混凝土碎裂，如圖54-a,圖54-a,3、空心板型鋼伸縮縫構(gòu)造的保護(hù)段混凝土強(qiáng) 度不高，且不采用鋼纖維混凝土而產(chǎn)生收 縮裂縫，并進(jìn)一步龜裂（圖54-b,圖54-b,九、橋面縱向裂縫 橋面縱向裂縫主要由于橋梁上部結(jié)構(gòu)橫向整體性差所致。 1、拼裝式T 梁，由于橫隔板拼縫處下緣焊接鋼板脫焊，在活荷載作用下，相鄰T梁產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)撓度差(圖55-a)，導(dǎo)致橋面鋪裝產(chǎn)生縱向裂縫(圖55-b)。 圖55-a,圖55-b 圖55 T梁橫隔板焊接鋼板脫焊及橋面縱裂,圖

37、56 T梁橫隔板拼接鋼板焊縫斷裂引起橋面裂縫分析,維修方法： a、橋面鋪裝重新修筑、采用鋼筋鋼纖維混凝 土，鋼筋網(wǎng)為101210cm 15cm, 鋼纖維45kg/m3； b、橫隔板拼接，鋼板重焊，橫隔板底緣增設(shè)鋼筋混凝土馬蹄,2、空心板梁由于剪力鉸鉸縫構(gòu)造較小，施工時(shí)又不注意混凝土強(qiáng)度，在活載作用下極易剪裂，并在相鄰板梁之間產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)撓度差，而造成橋面產(chǎn)生縱向裂縫。 3、槽形梁由于兩梁之間簡(jiǎn)支板在活載下，產(chǎn)生撓曲變形而導(dǎo)致縱向裂縫，見(jiàn)圖57。 圖57,4、獨(dú)立槽型梁組合的簡(jiǎn)支梁的橋面縱向裂縫,圖58 為上海陳行橋的橋面縱向裂縫,它是由3榀獨(dú)立槽形梁組合的簡(jiǎn)支梁橋。如圖59-b所示，加載后發(fā)現(xiàn)邊槽

38、形梁向內(nèi)扭轉(zhuǎn)，導(dǎo)致橋面橫向受拉而縱裂（見(jiàn)圖59-a,圖59-a 圖59-b,5、35mT梁橋面縱向裂縫分析,圖60-a 橫隔梁構(gòu)造,圖60-b 橫隔梁下緣拼接鋼板呈S形,圖60-c 處理方法： T梁橫隔板下緣布設(shè)鋼筋混凝土半圍套加固，增加橫隔板的橫向撓度變形剛度，處理完后，至今未出現(xiàn)縱裂,特別提醒： 橋面縱向裂縫不能僅認(rèn)為是橋面鋪裝問(wèn)題，必須認(rèn)真查明原因，由上所述，橋面縱向裂縫往往會(huì)引起荷載橫向分布集中，導(dǎo)致承載能力降低。 對(duì)于一榀空心板梁兩側(cè)剪力鉸處均有縱向裂縫者，已發(fā)生多起這類空心板梁斷裂事故，因此檢算時(shí)取其荷載分布系數(shù)為一個(gè)軸重P的0.5，這是偏安全的檢算方法。荷載試驗(yàn)時(shí)，必須考慮橋面縱

39、向裂縫的不利狀態(tài),十、支座變位引起的裂縫 1、連續(xù)梁因橋墩不均勻沉降引起的裂縫(圖61) 圖61 連續(xù)梁支座不均勻沉降引起的裂縫 2、拱圈因拱腳水平變位引起的裂縫（圖62,圖 62 拱圈因拱腳變位引起的裂縫 跨中下緣正彎矩裂縫 拱腳區(qū)段上緣負(fù)彎矩裂縫 3、 剛架拱因拱腳變位引起的裂縫（圖63,圖63 剛架拱因拱腳變位引起裂縫,十一、伸縮縫堵塞引起的裂縫 1、橋端橋面鋪裝由于伸縮縫堵塞引起的裂縫,圖64,照片中幾條縱向裂縫是堵塞的硬塊引起橋面鋪裝端部產(chǎn)生應(yīng)力集中所產(chǎn)生。 橫向壓碎裂縫是由于硬塊頂起端部橋面鋪裝混凝土拱起起殼，在車輪的碾壓下壓碎。 處理方法： 1）清除伸縮縫堵塞硬塊; 2）鑿除損壞

40、橋面鋪裝，重新鋪筑,2、伸縮縫堵塞引起預(yù)應(yīng)力混凝土帶頸（倒T型）蓋梁?jiǎn)蝹?cè)豎向裂縫,圖65-b,圖65-a,圖65-c 原因： 由于梁體在熱脹作用下，側(cè)向頂推蓋梁而引起。 處理方法： 清除伸縮縫堵塞硬塊后，裂縫趨閉合，外涂XYPEX(賽柏斯)水泥基滲透結(jié)晶型漿料封閉裂縫,十二、簡(jiǎn)支梁橋面連續(xù)構(gòu)造裂縫,這類裂縫是橫橋向的，在上海一帶幾乎所有簡(jiǎn)支梁橋面連續(xù)構(gòu)造均產(chǎn)生橫橋向裂縫，有的一條，有的兩條或三條,圖66,產(chǎn)生這類裂縫的主要原因是梁的剛度較小，在荷載作用下，梁端轉(zhuǎn)角較大，引起橋面連續(xù)處產(chǎn)生較大負(fù)彎矩而拉裂。 該裂縫會(huì)引起該處滲水，鋼筋銹蝕，在車輛荷載的反復(fù)作用下逐步損壞。 處理方法：改建為型鋼伸

41、縮縫構(gòu)造,十三、明槽混凝土裂縫引起鋼筋銹蝕,由于明槽混凝土是普通鋼筋混凝土，在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成后澆筑的，因此不存在預(yù)壓應(yīng)力，后期恒載及混凝土收縮徐變的作用產(chǎn)生負(fù)彎矩，加上明槽混凝土自身收縮受到約束，導(dǎo)致明槽混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)變，當(dāng)其拉應(yīng)變超過(guò)其自身極限拉應(yīng)變，即產(chǎn)生橫橋向裂縫,圖67 預(yù)應(yīng)力T構(gòu)鋼束銹蝕斷裂，引起懸臂端部及掛孔墜落,圖68 若此時(shí)橋面有水或含氯離子的水，就極易滲入裂縫到達(dá)預(yù)應(yīng)力鋼筋而銹蝕鋼筋。而預(yù)應(yīng)力鋼筋比普通鋼筋更易銹蝕，即所謂的“應(yīng)力腐蝕”現(xiàn)象，有很大可能發(fā)生突然斷裂的現(xiàn)象,特別提醒： 當(dāng)裂縫寬度達(dá)到0.05mm，就有可能滲水，因此對(duì)于負(fù)彎矩區(qū)裂縫寬度不能用設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的0.

42、2mm，或養(yǎng)護(hù)規(guī)范規(guī)定的0.25mm來(lái)判斷，而應(yīng)更嚴(yán)格。 這對(duì)北方地區(qū)，橋面經(jīng)常撒“除冰鹽”的橋梁更應(yīng)謹(jǐn)慎。 因此對(duì)于產(chǎn)生負(fù)彎矩的橋面系，防水和封閉裂縫的措施非常重要,第三節(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁裂縫 預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁及連續(xù)剛構(gòu)（箱形截面）橋梁近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的病害較多，主要病害： 1、0塊裂縫 2、腹板斜裂縫 3、底板橫向裂縫 4、底板縱向裂縫 5、底板厚度中央層離裂縫 6、頂板縱向裂縫 7、體外預(yù)應(yīng)力加固引起的裂縫 8、齒塊周圍裂縫,一、0塊裂縫,某橋0塊拆內(nèi)模,0塊橫梁人孔部位裂縫,0塊橫梁上部加腋處裂縫,0塊人孔內(nèi)部裂縫,0塊腹板裂縫,0#塊裂縫主要呈現(xiàn)大體積混凝土水化熱引起內(nèi)外

43、溫差較大所引起的。 如果脫模后，不進(jìn)行保溫，若有風(fēng)吹，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表層驟然降溫，加大內(nèi)外溫差而引起表層裂縫，特別是在截面突變處容易出現(xiàn)這類裂縫，如人孔部位以及預(yù)應(yīng)力波紋管附近。 若0#塊分層澆筑，則也會(huì)由于混凝土收縮差而造成裂縫，這類裂縫一般于澆筑結(jié)合面相垂直,二、腹板斜裂縫,圖69 1、主要原因： 梁端不設(shè)預(yù)應(yīng)力彎起束，僅采用豎向預(yù)應(yīng)力筋，（高強(qiáng)度精軋螺紋鋼），由于豎向高度小，因此豎向預(yù)應(yīng)力筋中的預(yù)應(yīng)力損失大,2、處理方法： 方法一：內(nèi)套方案 a、壓漿封閉斜裂縫； b、種植垂直于腹板的結(jié)合面鋼筋； c、箱內(nèi)增設(shè)鋼筋混凝土內(nèi)襯套。 方法二：粘鋼方案 a、壓漿封閉斜裂縫； b、粘貼鋼板,三、底

44、板橫向裂縫 1、原因：預(yù)應(yīng)力不足所引起。 2、處理方法： 方法一、箱內(nèi)對(duì)底板采取體外預(yù)應(yīng)力； 方法二、底面粘貼纖維布加強(qiáng)； 方法三、體外預(yù)應(yīng)力和粘貼纖維布相結(jié)合,圖70-a,3、注意事項(xiàng)：體外預(yù)應(yīng)力引起的病害,圖70-b 體外預(yù)加力的加固方式，必須考慮體外預(yù)加力在新設(shè)錨固構(gòu)造處引起的偏心力矩對(duì)頂板或底板的彎曲影響，防止頂板或底板裂縫,四、底板底面縱向裂縫 圖71 這類縱向裂縫主要分布在縱向預(yù)應(yīng)力索范圍內(nèi)（圖71），底板底面產(chǎn)生這類縱向裂縫后，可能會(huì)伴隨著底板厚度方向?qū)与x，有的引起局部起殼，嚴(yán)重者底板下半層混凝土脫落,原因分析： 1、底板曲面在縱向預(yù)應(yīng)力束作用下會(huì)產(chǎn)生徑向分布力（圖72）。 如果

45、曲面為拋物線，那么徑向分布力為徑向均布力。 如果鋼束彎曲半徑很小，則徑向力分布力集度會(huì)增大，例如圖72所示，齒板鋼束反向彎曲部位徑向力很大。 如果施工不當(dāng)，局部波紋管上浮，使彎曲半徑減小，也會(huì)增大徑向力,圖72,2、在底板束作用下，橫截面上底板在各預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生的徑向力作用下，底板橫截面產(chǎn)生如圖所示的彎曲變形，導(dǎo)致底板橫向受彎而產(chǎn)生縱向裂縫（圖73-ae）。 圖73-a,圖73-b 底板縱向裂縫,圖73-c 主橋南邊孔箱梁底面裂縫圖,圖73-d 主橋北邊孔箱梁底面裂縫圖,圖73-e 主橋中邊孔箱梁底面裂縫圖,3、箱內(nèi)底板頂面齒板前部產(chǎn)生縱向裂縫（圖74,裂縫原因分析,圖74,圖75,齒板前部由于

46、鋼束反向彎曲而產(chǎn)生徑向力所致。如圖75所示,4、底板在厚度方向的中央產(chǎn)生層離裂縫和表層起殼 1）層離裂縫,層離裂縫機(jī)理分析： 假定底板由兩層混凝土板結(jié)合而成，由于徑向力是作用在波紋管底，故認(rèn)為底板下層受到徑向力引起彈性壓縮，由此使底板下層軸線縮短，而板上層未受到徑向力故上層軸線不縮短，導(dǎo)致底板上下兩層產(chǎn)生拉開(kāi)。該層離裂縫在曲面中央最寬。見(jiàn)圖76、77,圖76 某連續(xù)梁橋底板預(yù)應(yīng)力索張拉完成后，跨中位置，底板厚度中央層離裂縫,圖77 為了使底板上下兩層共同作用，必須增設(shè)足夠強(qiáng)的拉結(jié)筋，不讓它們產(chǎn)生縫隙。由此可見(jiàn)，如果設(shè)計(jì)時(shí)底板上下兩層鋼筋網(wǎng)之間布設(shè)的拉結(jié)筋比較薄弱，如僅設(shè)帶直角勾的拉結(jié)筋“”，不

47、能有效抵抗上下層之間產(chǎn)生縫隙的拉力。作為整體底板考慮，當(dāng)上下層之間的拉應(yīng)變超過(guò)底板混,凝土的極限拉應(yīng)變就會(huì)拉裂，這就是圖77底板厚 度中央產(chǎn)生層離裂縫的主要原因。這類病害是在施加預(yù)應(yīng)力時(shí)就可能發(fā)生，因此該病害是設(shè)計(jì)考慮不周所造成的。 2)底板底面混凝土局部起殼 由于預(yù)應(yīng)力管道施工布置誤差而引起局部彎折，在預(yù)加力作用下會(huì)產(chǎn)生徑向集中力，該力作用于波紋管底，引起局部沖剪受力破壞而起殼。如圖78、79所示,圖78,圖79 -a 底板混凝土起殼,圖79 -b 底板混凝土厚度中央層離后，下層橫橋向鋼筋橫向彎曲，混凝土保護(hù)層起殼剝落,3) 實(shí)例 在2005年，我們?cè)诎不諜z查某預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)時(shí)

48、，開(kāi)始僅發(fā)現(xiàn)底板縱向裂縫和局部起殼，未見(jiàn)層離裂縫，由于這類裂縫隱含在底板內(nèi)部，因此檢查時(shí)很容易忽略，不易診斷出該病害，后又去觀測(cè)，中跨下?lián)显黾?，在底板的泄水孔邊發(fā)現(xiàn)層離裂縫，該縫寬可達(dá)幾厘米。底板底面的縱向裂縫由0.3mm增寬到0.5mm。表明該橋技術(shù)狀況在向差的狀態(tài)發(fā)展。見(jiàn)圖80,圖80-a,圖80-b,4)建議 對(duì)變截面連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)橋和預(yù)應(yīng)力彎橋，不管是新橋還是老橋，在荷載試驗(yàn)之前，必須對(duì)底板不容易發(fā)現(xiàn)的層離裂縫或裂隙采取無(wú)損檢測(cè)和局部解剖觀察相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行檢查。這種底板層離裂縫或?qū)与x裂隙的產(chǎn)生，一方面對(duì)底板的預(yù)加力對(duì)橋梁應(yīng)力狀態(tài)會(huì)重新分布，這種改變對(duì)橋梁是有害的；另一方面不僅施

49、加預(yù)加力的局部截面會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的預(yù)壓應(yīng)力，而對(duì)橋梁的其他部分造成預(yù)加應(yīng)力不足，降低了橋梁承載能力，甚至演變?yōu)槲颉?此時(shí)若進(jìn)行荷載試驗(yàn)，必須考慮這一不利因素，測(cè)點(diǎn)布置必須具有針對(duì)性，試驗(yàn)荷載和加載方式必須慎重研究，不能按常規(guī)方式加載，以防在荷載試驗(yàn)時(shí)出事故,圖81-b,目前，有些設(shè)計(jì)單位已經(jīng)考慮到這一問(wèn)題的嚴(yán)重性，在設(shè)計(jì)中對(duì)箱梁板內(nèi)上下兩層鋼筋網(wǎng)之間的連接采用封閉式箍筋作為拉結(jié)筋，如昆明某連續(xù)剛構(gòu)橋（圖81）已采取該措施,圖81-a,如果在施工中發(fā)生這類病害，應(yīng)拆除底板，對(duì)拆除部分重新進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。 如果在運(yùn)營(yíng)中橋梁發(fā)生這類病害，原則上應(yīng)保持結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，采用底板加固方案或采用結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換方案,五、

50、頂板縱向裂縫 1、病害位置： 1）多發(fā)生在錨固齒板前，預(yù)應(yīng)力鋼索轉(zhuǎn)向部位，這是由于頂板上下層鋼筋網(wǎng)之間拉結(jié)筋較弱引起。 2）頂板的錨固齒板以外的縱向裂縫，往往由于施工中橫向預(yù)加力管道的位置誤差所造成。 3）縱向裂縫位置如與波紋管相對(duì)應(yīng)，這有可能是混凝土收縮所引起。 2、處理方法： 1）齒板前的縱向裂縫一般可采用頂板頂面和底面粘貼鋼板并用對(duì)穿螺栓夾緊。 2）以上“2）”、“3）”所述病害原則上可以采用纖維布加固,六、齒板周圍的其它裂縫 1）齒板兩側(cè)底板的斜裂縫和齒板背面的橫向裂縫,圖82 由于施加于齒板上的預(yù)加力，引起向上的徑向力在其兩側(cè)底板和后側(cè)底板，產(chǎn)生負(fù)彎矩裂縫。 這類裂縫若寬度不大，且已

51、穩(wěn)定，則只需封閉即可,本節(jié)結(jié)語(yǔ) 箱梁的病害眾多，從目前來(lái)看，是由于對(duì)箱梁細(xì)節(jié)構(gòu)造的力學(xué)分析不足所造成，而往往這些病害是致命的，需要引起重視,第四節(jié) 裂縫調(diào)查及形態(tài)分析 鋼筋混凝土病害的主要表現(xiàn)是“裂縫”。 一、裂縫調(diào)查方法： 1、目測(cè)：裂縫界面、走向、部位、裂縫寬度。 為了清楚判斷裂縫形態(tài)，一般要求眼睛到裂縫的最佳距離為30cm左右。 圖83-a,2、用筆勾畫(huà) 在裂縫邊約35mm處用粉筆或記號(hào)筆或毛筆勾畫(huà)線，以示醒目和照相記錄。 圖83-b,3、注出位置坐標(biāo) 4、沿裂縫劃三個(gè)小圈，第一個(gè)圈是裂縫寬度最寬處（如）；第二個(gè)圈是主鋼筋重心處裂縫寬度（如）；第三個(gè)圈是裂縫未處裂縫寬度（如）。并予以注明

52、分子裂縫寬度以mm計(jì)；分母時(shí)間（年、月、日,5、用于觸摸裂縫 1) 裂縫兩側(cè)無(wú)高差 圖84-a 2) 裂縫兩側(cè)有高差,圖84-b 并把感覺(jué)予以記錄,6、觀察裂縫處顏色 1）裂縫處有白漿滲出 2） 裂縫處有其它顏色粘液滲出（如鐵銹色姜黃色等） 3） 鐘乳液 7、用手指或布擦拭，觀察和指感 1） 用手指或布容易擦掉不留痕跡 2） 用手指或布容易擦不掉仍留痕跡 3） 指感： 粘感 不粘感 8、 裂縫真?zhèn)闻袆e 觀察裂縫：遠(yuǎn)望，但不夠，只有靠近觀察才能確定 關(guān)鍵：界面分析和部位分析,界面分析： 1）界面清淅 是 圖85,2）界面模糊 否 圖86 主要是局部漏漿所致,3）無(wú)界面，表面凹凸 否 圖87 模板制作不平整,9、關(guān)于裂縫寬度的檢測(cè) 1）裂縫寬度應(yīng)指主筋重心部位的裂縫寬度 圖88,2）裂縫寬度真?zhèn)闻袆e 圖89 10、在裂縫部位用小錘敲擊 若聲響輕脆，則內(nèi)部未起殼，估計(jì)內(nèi)部沒(méi)有脹裂現(xiàn)象產(chǎn)生。若聲響沉悶和明顯起殼聲，則內(nèi)部有脹裂現(xiàn)象產(chǎn)生,11、裂縫寬度檢測(cè)儀器 1) 2040倍刻度放大鏡 2) 裂縫寬度對(duì)比卡 3) 游標(biāo)卡尺（測(cè)量裂縫寬度變化值） 12、小結(jié) 裂縫調(diào)查口訣 一看 看裂縫走向、部位、寬度和深度。 二摸 摸裂縫兩側(cè)高差。 三敲 敲裂縫兩側(cè)混凝土，聽(tīng)聲響。 四分析