淺論混凝土橋梁裂縫的成因與防治

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1、淺論混凝土橋梁裂縫的成因與防治[論文關(guān)鍵詞]橋梁混凝土混凝土裂縫　　[論文摘要]混凝土橋梁開裂是工程中比較常見的病害，首先，分析混凝土橋梁裂縫形成的原因，其次，提出預(yù)防橋梁混凝土裂縫的措施，最后，介紹幾種常用混凝土裂縫治理方法，可供工程施工管理人員參考?！　　　‰S著社會的不斷進步，國家加大了對橋梁的投資，混凝土在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來越多，但是，相應(yīng)暴露出來的質(zhì)量問題也越來越多，其中，混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫問題，尤為突出，是一個迫切需要解決的技術(shù)難題。雖然理論上，結(jié)構(gòu)裂縫是不可避免的現(xiàn)象，但通過施土中的技術(shù)管理措施，減少和控制裂縫是完全可能的。筆者根據(jù)多年的橋梁施工管理經(jīng)驗，談?wù)動?/p>

2、關(guān)橋梁混凝土裂縫出現(xiàn)的原因、預(yù)防措施和處理方法，可供橋梁施工管理人員參考?！　　　∫?、混凝土橋梁裂縫形成的原因　　　　（一）水泥水化熱　　混凝土澆筑初期，水泥在水化過程中產(chǎn)生大量水化熱，使混凝土的溫度迅速上升。但由于混凝土表面散熱條件較好，熱量可以向大氣中散發(fā)，因此溫度上升較少；而混凝上內(nèi)部由于散熱條件較差，熱量散發(fā)慢，水泥散發(fā)的熱量不易散失，導(dǎo)致溫度上升較多。水泥水化熱引起的溫度變化與混凝土的品質(zhì)有關(guān)，如水泥和粉煤灰的用量，單位體積水泥水化放熱量，并隨混凝土的齡期按指數(shù)關(guān)系增長，一般在3－5天達到最高溫度。隨著齡期的增長，彈性模量的增高，對混凝土內(nèi)部降溫收縮的約束也愈來愈大，以

3、至產(chǎn)生了很大的拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土抗拉強度不足以抵抗這種拉應(yīng)力時，便開始出現(xiàn)溫度裂縫。　?。ǘ┑鼗痪鶆虺两怠　‘?dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時，會引起構(gòu)件的約束變形，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力發(fā)生變化，而一旦結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力超過自身的抗拉強度時，在結(jié)構(gòu)的薄弱部位就會產(chǎn)生沉降裂縫。在橋梁工程中，不均勻沉降裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾種：　　1．地質(zhì)勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質(zhì)情況下就進行設(shè)計、施工，這是導(dǎo)致地基不均勻沉降的主要原因?！　?．地基地質(zhì)條件差異太大。建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質(zhì)與山坡處的地質(zhì)條件差異較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降?！　?

4、．結(jié)構(gòu)荷載差異太大。在地質(zhì)情況大概一致的條件下，當(dāng)各部分基礎(chǔ)荷載差異太大時，有可能引起不均勻沉降，例如高填土箱形涵洞中部比兩邊的荷載要大，中部的沉降就要比兩邊大，箱涵可能開裂?！　?．結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大。同一橋梁中，混合使用不同基礎(chǔ)如擴大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，或同時采用樁基礎(chǔ)但樁徑或樁長差別大時，或同時采用擴大基礎(chǔ)但基底標(biāo)高差異大時，也可能引起地基不均勻沉降。　　5．地基凍脹。在低于零度的條件下含水率較高的地基土因冰凍而膨脹，而一旦溫度回升，凍土融化，地基下沉，因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降?！　?．橋梁建成以后，原有地基條件變化。如大多數(shù)天然地基和人工地基浸水后，尤其是黃土、膨

5、脹土等特殊地基土，土體強度遇水下降，壓縮變形加大，均可能造成不均勻沉降?！　。ㄈ夭钭兓　』炷猎谑┕て陂g，外界氣溫變化的影響很大?；炷恋膬?nèi)部溫度是澆筑溫度、水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)散熱降溫等各種溫度的疊加之和，外界氣溫愈高，混凝土的結(jié)構(gòu)溫度也愈高，如外界溫度下降，會增加混凝土的降溫幅度，特別是在外界氣溫驟降時，會增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫差。溫度應(yīng)力是由溫差引起的變形造成的，溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大?；炷辆哂袩崦浝淇s性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或內(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)力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫?！　。ㄋ模┗炷潦湛s

6、變形　　實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的?；炷林泻写罅靠障?、粗孔及毛細孔，孔隙中存在水分，而水分的活動將影響到混凝土的一系列性質(zhì)，引起混凝土的收縮變形，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生?；炷恋氖湛s變形主要有以下幾種形式:　　1．自由收縮。它是混凝土硬化過程中由于化學(xué)作用引起的收縮，是化學(xué)結(jié)合水與水泥的化合結(jié)果?！　?．塑性收縮?；炷翝仓跗?，水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象，引起混凝土失水收縮，此時骨料與膠合料之間產(chǎn)生不均勻的收縮變形?！　?．碳化收縮。它是指大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形?！　?．干縮。水泥石在干燥和水濕的環(huán)境

7、中要產(chǎn)生干縮和濕脹作用，最大的收縮發(fā)生在第一次干燥之后?！　。ㄎ澹╀摻钿P蝕引起的裂縫　　由于保護層厚度不足，混凝土保護層受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，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長幾倍，從而產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護層混凝土開裂，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面?！　。﹥雒浺鸬牧芽p　　大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹，因而