淺談鋼筋混凝土橋梁裂縫成因及處理

1、淺談鋼筋混凝土橋梁裂縫成因及處理一、概述混凝土橋梁在建筑和使用過程中消失裂縫不僅影響橋梁的外觀、影響著橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，嚴(yán)峻的甚至影響結(jié)構(gòu)的平安性。倘若不準(zhǔn)時(shí)舉行處理，橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命將大大縮短，橋梁坍塌的大事也時(shí)有發(fā)生。二、混凝土橋梁裂縫成因分析混凝土橋梁裂縫按其形成緣由總體上可分為5大類：荷載裂縫、溫度裂縫、收縮裂縫、沉降裂縫、腐蝕裂縫。1荷載裂縫荷載裂縫是指鋼筋混凝土橋梁在常規(guī)靜、動(dòng)荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。荷載裂縫產(chǎn)生的緣由有：（1）設(shè)計(jì)計(jì)算階段，計(jì)算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)平安系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面承載力不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)

2、誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)?shù)?。?）施工階段，施工機(jī)具、材料堆放不合理；預(yù)制結(jié)構(gòu)翻身、起吊、運(yùn)送、安裝不當(dāng)，造成結(jié)構(gòu)受力不合理；不按設(shè)計(jì)圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工挨次，轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)受力模式；不對(duì)結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲憊強(qiáng)度驗(yàn)算等。（3）使用階段，車輛超載和超速行駛是橋梁消失裂縫的重要緣由。超載會(huì)使橋梁產(chǎn)生過大的變形，使受拉區(qū)和受剪區(qū)混凝土開裂；超速行駛會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)形成強(qiáng)大的沖擊，導(dǎo)致橋梁混凝土局部應(yīng)力過大，形成裂縫。2溫度裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉極限應(yīng)力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨

3、徑橋梁中，溫度應(yīng)力可以達(dá)到甚至超出活載應(yīng)力。引起溫度裂縫主要因素是溫度差，包括：（1）年溫差。一年四季溫度不斷變化，變化相對(duì)緩慢，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向伸縮，一般通過橋面伸縮縫、支座位移或設(shè)置柔性墩等構(gòu)造措施相協(xié)調(diào)，但結(jié)構(gòu)的位移受到限制時(shí)就會(huì)引起溫度裂縫，例如拱橋、剛架橋超靜定結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不能自由伸縮，很簡(jiǎn)單消失此類裂縫（2）日照溫差。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度顯然高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。（3）突然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度驟然下降，但因內(nèi)部溫度變化相對(duì)較慢而產(chǎn)生溫度梯度，產(chǎn)生裂縫。（4）水化熱。消失在施工過程中，大體積混凝

4、土（厚度超過2.0m）澆筑之后因?yàn)樗嗨艧?，致使?nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差太大，致使表面消失裂縫。（5）蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng)，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易消失裂縫。3收縮裂縫在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，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緣由。（1）塑性收縮一般發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4-5小時(shí)左右，此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈，水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，稱為塑性收縮。（2）縮水收縮（干縮）是指混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小的現(xiàn)象。因?yàn)榛炷帘韺铀謸p失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收

5、縮大、內(nèi)部收縮小的不勻稱收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。4沉降裂縫因?yàn)榛A(chǔ)豎向不勻稱沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。5腐蝕裂縫因?yàn)榛炷临|(zhì)量較差或庇護(hù)層厚度不足，混凝土庇護(hù)層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，或因?yàn)槁然锝槿?，鋼筋四周氯離子含量較高，引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋銹蝕，鋼筋銹蝕引起體積變大，對(duì)四周混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致庇護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。因?yàn)殇P蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力減弱，結(jié)

6、構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。三、混凝土橋梁裂縫控制措施大路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算的最大裂縫寬度不應(yīng)超過下列規(guī)定限值：（1）類和類環(huán)境，限值為0.2mm；（2）類和類環(huán)境，限值為0.15mm。為了達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)，就務(wù)必對(duì)各種裂縫實(shí)行相應(yīng)的控制措施。1荷載裂縫在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者務(wù)必嚴(yán)格根據(jù)大路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定舉行裂縫控制驗(yàn)算，按照不同的結(jié)構(gòu)部位，實(shí)行相應(yīng)的合理配筋。2溫度裂縫防止因混凝土本身與外界氣溫相差懸殊，處于高溫環(huán)境的構(gòu)件，應(yīng)實(shí)行隔熱措施，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，尤其在氣溫高、風(fēng)大且干燥的氣候條件下

7、更應(yīng)及早噴水。3收縮裂縫防治措施如下：（1）嚴(yán)格控制混凝土協(xié)作比，提高混凝土抗裂度；（2）加強(qiáng)混凝土構(gòu)件的早期養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延伸養(yǎng)護(hù)時(shí)光；（3）實(shí)行密封保水養(yǎng)護(hù)措施；（4）長(zhǎng)期露天堆放的混凝土構(gòu)件，應(yīng)常常適當(dāng)澆水養(yǎng)護(hù)；（5）后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件準(zhǔn)時(shí)張拉；（6）發(fā)覺混凝土結(jié)構(gòu)有細(xì)微裂縫，應(yīng)準(zhǔn)時(shí)撒水養(yǎng)護(hù)。4沉降裂縫在抉擇橋位時(shí)，應(yīng)盡量抉擇在基巖和堅(jiān)硬土層外露或埋藏較淺、地質(zhì)構(gòu)造容易、穩(wěn)定的地段；避開活動(dòng)型斷層、滑坡、泥石流、強(qiáng)巖溶及其他不良地質(zhì)地段；設(shè)計(jì)時(shí)要考慮沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，盡量減小沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。5腐蝕裂縫設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的庇護(hù)層厚度；施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗

8、，保證混凝土的密實(shí)性，防止氧氣侵入，同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。四、混凝土橋梁裂縫處理對(duì)策混凝土橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件一旦消失了裂縫，有的破壞結(jié)構(gòu)整體性，降低構(gòu)件剛度，影響結(jié)構(gòu)承載力；有的會(huì)引起鋼筋銹蝕、降低耐久性，影響正常使用要求。因此，應(yīng)按照裂縫性質(zhì)、大小、結(jié)構(gòu)受力狀況和使用要求，區(qū)分狀況，準(zhǔn)時(shí)舉行治理。1裂縫治理原則（1）務(wù)必充分了解設(shè)計(jì)意圖和技術(shù)要求，嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。（2）應(yīng)仔細(xì)分析裂縫產(chǎn)生的緣由和性質(zhì)，按照不同受力狀況和使用要求，分離實(shí)行不同的治理方法。（3）裂縫處理后應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性以及防水、抗

9、滲性能。處理時(shí)要考慮溫度、收縮應(yīng)力較長(zhǎng)時(shí)光的影響，以免處理后再消失新的裂縫。（4）防止進(jìn)一步人為的損傷結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，盡量避開大動(dòng)大補(bǔ)，并盡可能保持原結(jié)構(gòu)的外觀。（5）處理方法應(yīng)從實(shí)際動(dòng)身，在平安牢靠的基礎(chǔ)上，要考慮技術(shù)上的可能性，力求施工容易易行，以符合經(jīng)濟(jì)合理的原則。2裂縫修補(bǔ)方法（1）表面裂縫封閉處理用切割機(jī)（鋸片厚度1.8mm）沿裂縫方向開出深5-10mm的小才槽；用鋼絲刷清除裂縫周邊的松動(dòng)物，用高壓空氣將裂縫清吹整潔，用丙酮清洗一遍；用毛刷將裂縫表面涂一層環(huán)氧漿液，待漿液半干后用刮刀將環(huán)氧膠泥刮涂在小槽內(nèi)，并壓實(shí)，處理平整。（2）內(nèi)部裂縫修補(bǔ)內(nèi)部修補(bǔ)法系用壓漿泵將膠結(jié)料壓入裂縫中，因?yàn)槠淠?、硬化而起到補(bǔ)縫作用，以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。五、結(jié)語綜上所述，混凝土橋梁裂縫的形成因素繁多，