桥梁裂缝原因研究及防治措施探析

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1、桥梁裂缝原因研究及防治措施探析摘要：介绍了几种常见的裂缝类型，并对其产生的原因进行了分析，分别提出了不同裂缝的不同防治措施，指出混凝土桥梁裂缝的产生是设计、施工、温度等方面综合作用的结果，所以应从各个阶段对其进行预防控制，以减少裂缝的发生。关键词：混凝土桥梁，裂缝，防治措施，预应力中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：混凝土桥梁在服役过程中，不可避免地会出现混凝土开裂的现象，有的甚至在施工阶段就会产生裂缝。混凝土梁体的开裂使空气中的有害气体或物质渗入到梁体内部，从而导致钢筋锈蚀，影响着整座结构的耐久性，甚至危及整个桥梁的安全性。所以搞清楚桥梁裂缝产生的原因，并进一

2、步提出了防治措施对提高桥梁的运营寿命具有重要的意义。裂缝产生原因复杂而繁多，包括设计计算、规范构造、施工工艺等多方面，而这些因素又相互影响。1.裂缝类型及其形成原因1.1温度裂缝混凝土具有热胀冷缩的属性，周围环境温度或者内部温度变化时，混凝土梁体会发生变形，如果变形受到约束，可能在梁体中产生拉应力，当拉应力超过混凝土本身的抗拉强度时就会发生开裂。温度应力产生的原因包括：日温差、季节温差、水化热效应等。1.1.1日温差裂缝日温差包括日照温差和昼夜温差。日照温差是由于混凝土梁体各部位受到的太阳辐射不同，因此在梁体中形成一个非线性的梯度温度场，加之各部位的约束亦不同，导致局部

3、拉应力可能超限，出现裂缝；昼夜温差是指在昼夜温差较大的地区，梁体周环境温度的骤降，而内部温度的变化相对较慢，产生温度梯度导致梁体开裂。1.1.2季节温差裂缝季节温差是一种均匀温度作用，对于超静定的结构，将引起次内力，次内力的大小和分布情况与具体的结构体系有关，如果次内力超过梁体强度就会产生裂缝。1.1.3水化热效应裂缝对于梁体截面尺寸较大的结构，水泥硬化期间产生大量的水化热不易散失，在板厚中部温度较髙，而表面接触空气的部分较低，板中产生外侧受拉内部受压的应力，这种由于水化热引起的梁体表面的拉应力可能大于混凝土的早期强度，导致混凝土梁开裂。1.2收缩徐变裂缝混凝土在凝结硬

4、化过程中会收缩，当桥梁结构受到约束作用时，就会产生收缩裂缝。一旦裂缝出现后，由于混凝土的徐变作用，裂缝宽度逐渐增大。影响混凝土收缩徐变裂缝的主要因素有材料品种、水灰比、外加剂、外界环境、加载龄期、养护方法等。影响混凝土收缩徐变的因素很复杂，现今还没有一种理论可以完整准确地解释或预测其特性，如何选择预测模型，提高对收缩徐变的预测精度一直是困扰工程设计人员的难题。对于重大工程有必要针对性地对混凝土收缩徐变进行专项研究。1.3预应力损失估算不足导致的裂缝预应力损失估算不足引起的裂缝主要体现在竖向预应力方面，竖向预应力的目的是为了提高腹板的抗剪能力。但现行规范没有对竖向预应力的

5、弹性压缩损失、徐变损失做特别说明，使得现在对于竖向预应力损失的估算参考于纵向预应力损失的计算，但竖向预应力筋一般较短，钢筋回缩、锚具变形和垫板挤压引起的预应力损失较大，据有关资料报道竖向预应力损失达到50%,而近年来修建的一些大跨度桥梁的箱梁腹板也产生了不同程度的裂缝，这使得一些专家对竖向预应力的效果产生质疑。1.4设计或施工不当导致的裂缝在设计阶段，结构计算模型不合理或考虑不周，二期恒载、活载估计不足，结构安全系数偏小，预应力布置不当，配筋或混凝土截面不足，设计未考虑施工的可行性以及局部构造处理不当等等，都可能带来桥梁结构开裂的后果。在施工阶段，施工荷载超过设计允许的

6、范围，混凝土振捣不密实、不均匀，预应力张拉时间过早，张拉顺序不当，混凝土缺乏必要的养护、模板拆除过早等等，都会造成混凝土桥梁的开裂。2.裂缝防治措施1.1对于温度裂缝对于日温差和季节温差，在建模计算时，所有输入参数应与实桥相符，充分考虑桥梁所在地区实际情况，选择合理的温度梯度模式和最大温差，如有必要可进行现场的测试，数据反馈以修正模型的计算。在混凝土中掺入适量的粉煤灰，可降低水化热温度应力。粉煤灰可以减小最大温差，从而降低了最大拉应力，有利于提高混凝土早期抗裂性能；可以通过水化热效应的分析，找出温度应力较大的区域，在初凝期间对其保温、洒水养护；控制合理的拆模时间，要考虑

7、日气温的波动，不宜在气温骤降时拆模，防止混凝土表面发生"温度冲击”现象而导致裂缝的出现；降低混凝土的入仓温度，特别对于夏季施工，宜在温度较低的凌晨浇筑混凝土。2.2对于收缩徐变裂缝混凝土收缩徐变模型很多，不同模型的建立机理不完全相同，参数的选择也各有特点，而预测模型中有限的几个参数很难代表复杂的材料特性，这就造成收缩徐变预测精度不高。在进行混凝土桥梁设计，特别是在进行大跨度混凝土桥梁设计时，必须将收缩徐变对结构内力的影响进行精确地分析，如有必要应进行混凝土收缩徐变的试验研究，为设计计算提供真实的材料和环境参数来修正预测模型，提高其预测精度