混凝土裂縫問(wèn)題

鋼筋混凝土橋梁梁體常見(jiàn)的裂縫及處置一、鋼筋混凝土橋梁梁體常見(jiàn)的裂縫以梁體類型分1、混凝土與鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋的常見(jiàn)裂縫網(wǎng)狀裂縫網(wǎng)狀裂縫發(fā)生在各種跨度的梁上。這種裂縫細(xì)小，寬度約為0.03~0.05mm，用手觸及有凸起感覺(jué)，網(wǎng)狀裂縫多為混凝土收縮所引起的表面龜裂。下緣受拉區(qū)的裂縫這種裂縫多發(fā)生于梁跨中部，梁跨度越大，裂縫越多。它自下翼緣向上發(fā)展，至翼緣與梁肋相接處停止。裂縫間距約0.1~0.2m，寬度約為0.03~0.1mm.跨度<10m的梁，其裂縫少而細(xì)小(寬度0.03mm以下)。下緣受拉區(qū)的裂縫多為混凝土收縮和梁受撓曲所產(chǎn)生的裂縫。腹板上的豎向裂縫腹板上的豎向裂縫最為常見(jiàn)，也是較為嚴(yán)重的一種裂縫。當(dāng)跨徑>12m時(shí)，其裂縫多位于薄腹部分。在梁的半高線附近裂縫寬度較大，一般在0.15~0.3mm.當(dāng)梁跨徑<10m時(shí)，其裂縫較細(xì)小且多數(shù)裂縫系由梁肋向上延伸，上端至腹板頂部。這種裂縫多系設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量不良、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或溫度及周圍環(huán)境條件不良的影響所致。腹板上的斜向裂縫腹板上的斜向裂縫是鋼筋混凝土梁中出現(xiàn)最多的一種裂縫，且多在跨中兩側(cè)，離跨中越遠(yuǎn)傾斜角越大，反之較小。傾角約在15°~45°之間，第一道裂縫多出現(xiàn)在距支座0.5~1.0m處，裂縫寬度一般在0.3mm以下。它系設(shè)計(jì)上的缺陷，主拉應(yīng)力較計(jì)算值大，混凝土不能負(fù)擔(dān)而造成的。運(yùn)梁不當(dāng)引起的上部裂縫運(yùn)送梁時(shí)支撐點(diǎn)沒(méi)有放在梁的兩端吊點(diǎn)上(偏向跨中)，支撐點(diǎn)處上部出現(xiàn)負(fù)彎矩而引起開(kāi)裂。梁端上部裂縫由于墩臺(tái)產(chǎn)生不均勻沉降，形成梁端局部支撐壓力增大，產(chǎn)生局部應(yīng)力所致。裂縫由下往上開(kāi)裂，嚴(yán)重者寬度可達(dá)0.3mm以上。梁側(cè)水平裂縫梁側(cè)水平裂縫近似水平方向的層裂縫，多為施工不當(dāng)引起，如分層灌筑、間隔時(shí)間太長(zhǎng)。梁底縱向裂縫梁底縱向裂縫是沿下翼緣主筋方向的裂縫，是由混凝土保護(hù)層過(guò)薄或摻入氯鹽等速凝劑所造成。2、預(yù)應(yīng)力混凝土梁、懸臂梁與連續(xù)梁橋的常見(jiàn)裂縫先張法梁梁端錨固處的裂縫這種裂縫均起始于張拉端面，寬度約為0.1mm左右，長(zhǎng)度一般只延伸至擴(kuò)大部分的變截面處。它是由于在兩組張拉鋼筋之間梁端混凝土處于受力區(qū)，或因錨頭處應(yīng)力集中和錨頭產(chǎn)生的楔形作用而使錨頭附近產(chǎn)生細(xì)小水平裂縫。后張法梁梁端(或其他部位)錨固處的裂縫通常發(fā)生在梁端或預(yù)應(yīng)力筋錨固處，裂縫比較短小。發(fā)生在梁端時(shí)多與鋼絲束方向一致，在錨固處時(shí)與梁縱軸多呈30°~45°角。在運(yùn)營(yíng)初期有所發(fā)展，但不嚴(yán)重，以后會(huì)趨于穩(wěn)定。這種裂縫主要由于端部應(yīng)力集中，混凝土質(zhì)量不良所致。腹板收縮裂縫大多在脫模后2~3天內(nèi)發(fā)生，裂縫通常從上梁肋到下梁肋，整個(gè)腹板裂通，寬度一般為0.2~0.4mm，施加預(yù)應(yīng)力后大多會(huì)閉合。這種裂縫多為混凝土收縮和溫差所致，如極低的外界溫度，混凝土未保溫養(yǎng)生，使應(yīng)力分布不均。懸臂梁剪切裂縫剪切裂縫出現(xiàn)在腹板上，看起來(lái)近似按45°角傾斜，一般出現(xiàn)在支點(diǎn)與反彎點(diǎn)之間的區(qū)域。剪切裂縫產(chǎn)生的主要原因是：預(yù)應(yīng)力不足;超載的永久荷載;二次應(yīng)力;溫度作用等。此外，設(shè)計(jì)中缺乏對(duì)多室箱梁腹板內(nèi)剪力分布的認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮橫截面的實(shí)際變形，沒(méi)有重復(fù)檢算力筋截?cái)嗵幍淖笥医孛媸芰η闆r。箱梁彎曲裂縫混凝土抗拉能力不足，會(huì)導(dǎo)致箱梁彎曲裂縫的產(chǎn)生。在分段式箱梁中，一般出現(xiàn)在接縫內(nèi)或接縫附近，梁底裂縫可達(dá)0.1~0.2mm.彎曲裂縫一般很小，結(jié)構(gòu)不受損傷，但在荷載反復(fù)作用下(汽車動(dòng)力荷載及溫度梯度)裂縫有可能會(huì)擴(kuò)大。連續(xù)梁彎曲裂縫在連續(xù)梁中，正彎矩區(qū)的梁底部和負(fù)彎矩區(qū)的頂部可能發(fā)現(xiàn)這種裂縫。彎曲裂縫主要是由于混凝土抗拉能力不足引起的。預(yù)應(yīng)力梁下翼緣的縱向裂縫這種裂縫為預(yù)應(yīng)力梁中最嚴(yán)重的一種裂縫，多發(fā)生在梁端第一、二節(jié)間的下緣側(cè)面及梁底，或腹板與下翼緣交界處，少數(shù)發(fā)生在腹板上。這種裂縫一般處于最外的一排鋼絲束部位，寬度為0.05~0.1mm.產(chǎn)生原因是由于下翼緣受到過(guò)高的縱向壓力，保護(hù)層太薄或混凝土質(zhì)量不好所致。3、拱橋、桁架拱橋與剛架橋的常見(jiàn)裂縫石砌拱橋中最容易出現(xiàn)裂縫的地方是拱頂附近的下部，裂縫有時(shí)可一直延伸到拱上結(jié)構(gòu)(邊墻)。此外，在拱圈表面有時(shí)會(huì)產(chǎn)生和拱圈平行的裂縫，如拱圈和邊墻用不同材料砌筑，在接緣處也會(huì)發(fā)生裂縫。裂縫最初出現(xiàn)時(shí)較小，但以后在外界因素的作用下會(huì)逐漸擴(kuò)大?？崭故戒摻罨炷凉皹蛟诠澳_、立柱、立柱與拱圈相接的地方可能會(huì)出現(xiàn)裂縫。鋼筋混凝土雙曲拱橋常見(jiàn)裂縫有：主拱圈拱腳處上緣出現(xiàn)橫貫裂縫、主拱圈跨中截面肋波接合面的環(huán)向裂縫、腹拱板沿橋?qū)挼臋M向裂縫、拱波沿橋縱向裂縫、立柱與蓋梁混凝土剝落露筋并有壓裂現(xiàn)象。桁架拱橋常見(jiàn)裂縫有：靠近橋頭橋面由于受負(fù)彎矩作用，多出現(xiàn)沿橋?qū)挿较虻臋M向裂縫、立桿與上下弦桿接合處的裂縫;當(dāng)跨徑較大，架片分段預(yù)制并采用現(xiàn)澆混凝土接頭或鋼板接頭時(shí)，受荷載反復(fù)作用而出現(xiàn)施工接頭的拉裂。

鋼架拱橋由于支點(diǎn)的不均勻沉陷，致使剛架各點(diǎn)產(chǎn)生附加彎矩，橫梁左節(jié)點(diǎn)處為負(fù)彎矩，梁頂為受拉區(qū)，因此橫梁左端產(chǎn)生從上向下開(kāi)展的裂縫，右端產(chǎn)生由下向上的裂縫，左側(cè)支柱上側(cè)產(chǎn)生從外向內(nèi)的水平裂縫以產(chǎn)生原因分①塑性收縮裂縫，—般表現(xiàn)為表口寬、深度淺，常有一定的型式或者有規(guī)則的間距，它是混凝土在塑性狀態(tài)時(shí)因快速干燥而產(chǎn)生的。這種裂縫一定是有規(guī)則的，深度淺，但一般大于保護(hù)層，一般為V型，常有掉皮。②干縮裂縫，—般表現(xiàn)為表口細(xì)、深度大，而且裂縫走向具有一定的不確定性。它是受約束的混凝土于硬化后因干燥而產(chǎn)生的。一般開(kāi)口為||型，深度較深。③溫度裂縫，是由于二次澆筑引起的裂縫。④鋼筋銹蝕裂縫，沿著鋼筋方向裂開(kāi)，并有銹跡滲透到混凝土表面，原因是混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低。⑤

受力裂縫，是由外力作用引起的。塑性收縮裂縫裂縫特征：裂縫位于混凝土梁跨中或三分之一處，如為連續(xù)梁則裂縫沿全長(zhǎng)基本呈等間距分布，間距因梁截面大小及養(yǎng)護(hù)條件而異，各裂縫寬度只與混凝土該位置自身材料差異有關(guān)，當(dāng)混凝土質(zhì)量穩(wěn)定時(shí)裂縫基本同寬。單條豎向裂縫上下基本同寬，部分裂縫為中間寬兩端窄，沿梁兩側(cè)面通透。見(jiàn)附圖3。原因分析：混凝土澆注后收縮變形主要集中在塑性收縮階段，此時(shí)對(duì)水分的要求也較大，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)易造成混凝土塑性收縮裂縫，裂縫位置受自身材料及連續(xù)梁長(zhǎng)度影響?；炷亮喝孛媸湛s變形，隔一段會(huì)出現(xiàn)一個(gè)應(yīng)力釋放面，即開(kāi)裂面，裂縫貫通全截面。溫度裂縫裂縫特征：裂縫在梁長(zhǎng)范圍內(nèi)基本呈等間距分布，各縫寬相似，豎向裂縫上寬下窄，沿梁兩側(cè)面通透。見(jiàn)附圖2。原因分析：該類裂縫多出現(xiàn)在頂層上表面隔熱不當(dāng)，或施工時(shí)暴曬造成梁板上下表面溫差大的部位。梁板上表面溫度高，混凝土膨脹變形大，下表面溫度低，混凝土膨脹變形小，形成變形差。當(dāng)變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，在應(yīng)力集中的梁上部區(qū)域出現(xiàn)豎向裂縫，以釋放變形能。受力裂縫裂縫特征：裂縫位于混凝土梁中段，一般跨中裂縫寬度最大，豎向裂縫下寬上窄，沿梁兩側(cè)面通透。見(jiàn)附圖1。原因分析：在混凝土承受荷載時(shí)，下部受拉區(qū)鋼筋與混凝土共同受力，受拉區(qū)邊緣纖維應(yīng)變大于混凝土受彎極限拉應(yīng)變時(shí)，出現(xiàn)受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂。該類裂縫由承載力引起，裂縫一旦出現(xiàn)，即具有一定的開(kāi)展寬度，并沿梁高上延至一定高度，所以多為下寬上窄。開(kāi)裂后鋼筋應(yīng)力較裂前突然增加，會(huì)在跨中區(qū)段出現(xiàn)幾條裂縫梁側(cè)面根部斜向受力裂縫裂縫特征：裂縫位于混凝土梁根部受剪區(qū)或彎起筋外端部，為一條或多條梁根低、梁中方向高約45o角走向的斜裂縫。見(jiàn)附圖5。原因分析：該類裂縫是由于混凝土梁受剪應(yīng)力與壓應(yīng)力共同作用時(shí)，斜截面承載力不足造成的。首先在梁底出現(xiàn)垂直裂縫，頂部變斜（斜向荷載作用點(diǎn)）形成斜裂縫，當(dāng)荷載增加至一定程度時(shí)，在幾條斜裂縫中形成一條主要斜裂縫，即“臨界斜裂縫”。當(dāng)混凝土梁截面偏小，或抗剪筋配置不足時(shí)易發(fā)生該類損傷。同時(shí)要注意混凝土梁上有墻體時(shí)是否形成墻梁構(gòu)件，避免計(jì)算中將墻荷只傳至本層梁，而實(shí)際底層混凝土墻梁承載上部多層荷載的受力模型錯(cuò)誤引起的損傷。沿鋼筋方向的裂縫裂縫特征：裂縫對(duì)應(yīng)混凝土梁主筋位置，或?qū)?yīng)箍筋位置，開(kāi)裂較大處伴隨混凝土保護(hù)層脫落、鋼筋出現(xiàn)銹皮。見(jiàn)附圖6。原因分析：混凝土梁內(nèi)鋼筋銹蝕后體積膨脹，造成混凝土保護(hù)層脹裂損傷，鋼筋銹蝕與環(huán)境溫濕度及干濕交替情況、環(huán)境存在侵蝕性物質(zhì)（氣、液、固體）、及混凝土中氯離子含量有關(guān)裂縫寬度的限值上述裂縫中，混凝土梁豎向受力裂縫及梁側(cè)面根部斜向受力裂縫都屬于受力裂縫，溫度裂縫、混凝土收縮裂縫、箍筋表面混凝土收縮裂縫屬于非受力裂縫，應(yīng)根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292-1999第4.2.5條、4.2.6條內(nèi)容確定裂縫寬度的限值。1）當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)表1所列的受力裂縫時(shí)，應(yīng)視為不適于繼續(xù)承載的裂縫檢查項(xiàng)目環(huán)境構(gòu)件類別

cu級(jí)或du級(jí)受力主筋出的彎曲裂縫（mm）正常濕度環(huán)境鋼筋混凝土主要構(gòu)件

>0.50一般構(gòu)件

>0.70預(yù)應(yīng)力混凝土主要構(gòu)件

>0.20（0.30）一般構(gòu)件

>0.30（0.50）高濕度環(huán)境鋼筋混凝土任何構(gòu)件

>0.40預(yù)應(yīng)力混凝土

>0.10（0.20）剪切裂縫（mm）任何濕度環(huán)境鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土出現(xiàn)裂縫

注：表中括號(hào)內(nèi)限值適用于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ冷拉級(jí)鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。

2）當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)下列情況的非受力裂縫時(shí)，也應(yīng)視為不適于繼續(xù)承載的裂縫：a.因主筋銹蝕產(chǎn)生的沿主筋方向的裂縫，其裂縫寬度已大于1mm。b.因溫度、收縮等作用產(chǎn)生的裂縫，其寬度已比表1規(guī)定的彎曲裂縫寬度值超出50%，且分析表明已顯著影響結(jié)構(gòu)的受力?；炷亮侯悩?gòu)件應(yīng)從承載能力、構(gòu)造以及不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)和裂縫等四個(gè)方面來(lái)確定結(jié)構(gòu)安全性，裂縫的性質(zhì)及開(kāi)裂大小是判斷安全性的重要內(nèi)容。我們要認(rèn)真查勘現(xiàn)場(chǎng)，不僅檢查裂縫在整體及局部構(gòu)件上的位置，還要看走向、分布、與周圍或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系，細(xì)