桥梁混凝土裂缝分析 .doc

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1、桥梁混凝土裂缝分析摘要：从常见裂缝特性、成因着手，旨在找出各种裂缝的防治措施，并提出简单的裂缝修补方法。以方便工程技术人员能够对症下药，尽量避免危害较大的裂缝在工程中出现。　　在桥梁建造和使用过程中，混凝土裂缝经常出现。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力和外部荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的。一般正常大气条件下，荷载组合I作用下宽度小于0．2mm的裂缝，荷载组合Ⅱ，Ⅲ作用下宽度小于0．25mm．的裂缝以及处于严重暴露情况下，宽度小于0．1mm的裂缝都属于正常的工作裂缝。超出以上范围的裂缝属于非正常裂缝，终究会影响结构物

2、的耐久性。并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断扩展，不但会影响混凝土表面的美观、减小钢筋的混凝土保护层厚度，而且易引发混凝土面层剥落，加速钢筋的锈蚀，降低混凝土的抗冻性及耐久性，严重时甚至发生垮塌事故，所以必须加以控制。混凝土裂缝的成因复杂而繁多，有时甚至多种因素相互影响。但就一些具体裂缝而言，总有主导原因。为了便于分析、鉴别工程中发生的裂缝。根据裂缝产生的原因，常见裂缝可分为荷载引起的裂缝、地基基础变形引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、收缩引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、施工引起的裂缝等七

3、大类。1混凝土裂缝特性及产生的原因　　1．1荷载引起的裂缝　　混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称为荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。产生原因有：　　1)对结构进行计算时，计算模型不合理，结构受力假设与实际受力不符，荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误，结构安全系数不够；结构设计未考虑施工的可行性，设计截面不足；钢筋设计偏少或布置错误，结构刚度不够等⋯。2)施工时不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安

4、装；不按设计图施工、擅自更改结构施工顺序、改变结构受力模式；未对结构作疲劳强度验算等。3)在使用阶段，超过设计荷载的重型车辆过桥、车辆撞击、发生大风、大雪、地震、爆炸等。　　1．2温度变化引起的裂缝　　混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝的特征主要是表面裂缝的走向一般无规律性，深层或贯穿裂缝的走向一般与主筋平行或接近平行；裂缝宽度大小不一，受温度变化的影响热细冷宽。表面温度裂缝常出现在现浇混凝土1

5、d-2d之间，深层温度裂缝与贯穿温度裂缝常开始出现在现浇混凝土21d后。引起温度变化主要原因有：　　1)表面温度裂缝多由于温差较大引起的。如大体积混凝土(厚度超过23m)浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，导致表面出现裂缝。在冬季施工时，过早除掉保温层，或受寒潮袭击，都导致混凝土因早期强度低而产生裂缝。此外当预制构件采用蒸汽养护时，由于降温过快或构件急于出池，急速揭盖，均使混凝土表面收缩，产生裂缝。　　2)深层贯穿裂缝多由于结构降温差值大，受外界的约束而引起。如现浇桥台混凝土或大体积刚性扩大基础，浇筑在

6、坚硬的地基上，未采取隔离等放松约束措施或收缩缝间距过大。在混凝土浇筑时，温度很高，加上水泥水化热的温度升高很大，使温度更高。当混凝土冷却收缩时，全部或部分受到地基或其他外部结构的约束，在混凝土内部出现很大拉应力，进而产生降温收缩裂缝，这类裂缝有时成贯穿状。　　1．3收缩引起的裂缝　　混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自身收缩和碳化收缩。收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土内水分的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒水面产生毛细管张力，混凝土自体收

7、缩所产生的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度而产生裂缝。收缩引起的裂缝是不规则斜裂缝，在钢筋以上，似龟纹，常开始出现在现浇混凝土后数周或数月之间。　　1．4地基基础变形引起的裂缝　　由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。地基基础变形引起的裂缝常出现在钢筋上方，结构变化处，常开始出现在现浇混凝土10min到3h内。基础不均匀沉降的主要原因有：　　1)由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部混凝土变形受约束而产生裂缝。　　2)由于重力作用使混凝土中较重颗粒

8、下沉而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板作用时就会产生裂缝。　　1．5钢筋锈蚀引起的裂缝　　由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到