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1、浅议桥梁混凝土裂缝成因和加固技术应用 摘要:随着交通建设事业的发展，公路桥梁裂缝现象也不断增多。其次，由于车辆和外界环境因素的作用和影响,混凝土桥梁经过长期运营后,会产生多种病害,出现各种缺陷,严重影响桥梁正常使用.针对混凝土桥梁的特点,笔者简单阐述了桥梁裂缝的种类，并从种类出发简单地阐述了桥梁裂缝的成因，针对裂缝情况阐述了裂缝修补加固技术的应用，以更好地控制桥梁裂缝，从而提高桥梁的工程质量。关键词:桥梁裂缝；成因；加固；方法中图分类号：K928.78文章标识码：A文章编号：近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和
2、使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝。在这里简单地介绍裂缝的种类、成因及修补加固措施。1裂缝的种类及成因1.1荷载引起的裂缝9桥梁在常规静、动荷载和次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接应力裂缝和次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。其成因有：（1）设计阶段，未进行结构计算或漏算；计算模型不合
3、理；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够；设计图纸交代不清；结构整体性和延性不足，冗余性小；计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄等。（2）施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改施工顺序。（3）使用阶段，超载车辆过多；受车、船撞击；发生大风、地震、爆炸等自然灾害。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。裂缝产生的原因主要有：①在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算时没考虑，在某些部位引起次应力导致
4、开裂。②桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等。受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中，容易出现裂缝。1.2温度变化引起的裂缝9混凝土具有热胀冷缩性质，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。温度裂缝区别于其他裂缝最主要的特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护以及预制梁支座预埋钢板与调平钢板措施不当。例如内外温度不均，预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，
5、若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂。试验研究表明，由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力随之下降，混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%，抗压强度下降60%，光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%；由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。1.3收缩引起的裂缝在混凝土收缩种类中,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,另外还有自生收缩和炭化收缩。(1)塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4
6、～5h左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。9(2)缩水收缩(干缩)。混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。(3)自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以
7、是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。(4)碳化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律1.4地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。基础不均匀沉降的主要原因有以下几种。(1)地质勘察精度不够、试验资料不准。没有充分掌握地质情况就设计、施工,这是造成地基不均匀沉降的主要原因。(2)地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁,河沟处的地质与山坡处变化较大,
8、河沟中甚至存在软弱地基,地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。9(3)结构荷载差异
