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1、橋梁混凝土裂縫成因和預防措施分析-建筑技術(shù)1前言 隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，各地興建了大量的混凝土橋梁。在橋梁建造和使用過程中，由于混凝土裂縫而影響工程質(zhì)量甚至造成橋梁坍塌的事例屢見不鮮。混凝±開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，嚴重影響了橋梁的使用性能，也經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。要想控制橋梁混凝土裂縫的產(chǎn)生，就必須了解其成因。本文就橋梁裂縫的產(chǎn)生原因作一分析，供參考?！ ?橋梁混凝土裂縫種類及其成因 2.1荷載引起的裂縫混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應力下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫，分為直接應力裂縫、次應力裂縫兩
2、種?！ ≈苯討α芽p是指外荷載引起的直接應力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：1）設(shè)計計算階段的結(jié)構(gòu)計算不合理，受力假設(shè)與實際受力不符，安全系數(shù)不夠，不考慮施工的可能性，構(gòu)造處理不當?shù)取?）施工階段中不加限制的堆放施工機具、材料；隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設(shè)計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序等。3）使用階段時超出設(shè)計荷載的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生地震、爆炸等?！ 〈螒α芽p是指由外荷載引起的次生應力產(chǎn)生的裂縫。如橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，這些難以用準確的圖式進行計算，一般根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受
3、力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，并在孔洞附近聚集產(chǎn)生巨大的應力集中。實際工程中次應力是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見原因。次應力裂縫多屬于張拉、劈裂、剪切性質(zhì)。在設(shè)計上，應盡量避免結(jié)構(gòu)突變（或截面突變），當不能同時避免時，應做局部處理，如轉(zhuǎn)角做成圓角或倒角，同時加強構(gòu)造配筋，轉(zhuǎn)角處配置斜向鋼筋，對于較大孔洞有條件時可在周邊設(shè)置護邊角鋼?！ ?.2溫度變化引起的裂縫當外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，混凝土將發(fā)生變形，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。引起溫度變化的主要因素有：1）年溫差
4、。一年中四季溫度不斷變化，當結(jié)構(gòu)的位移受到限制時就會引起溫度裂縫。年溫差一般以一月和七月的月平均溫度作為變化幅度。2）日照?！ 蛎姘?、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其他部位，溫度分布呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導致局部拉應力較大，出現(xiàn)裂縫。日照和驟然降溫是導致溫度裂縫的最常見原因。3)驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，但由于內(nèi)部溫度下降較慢而產(chǎn)生溫度梯度。日照和驟然降溫內(nèi)力計算時可采用設(shè)計規(guī)范或參考實際資枓進行，混凝土彈性模量不考慮折減。4)水化熱。出現(xiàn)在施工過程中，
5、大體積混凝土(厚度超過2m)澆筑后由于水泥水化放熱，使混凝土內(nèi)部溫度升高，內(nèi)外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。5)蒸汽養(yǎng)一護或冬季施工時施工措施不當，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫?！ ?.3收縮引起的裂縫塑性收縮：混凝土澆筑后4h～5h左右，水泥水化反應劇烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨科因自重下沉，而此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。在骨科下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫，在構(gòu)件豎向變截面處如丁梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉實不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向
6、裂縫。 干縮：混凝土結(jié)硬以后，隨著表面水分逐漸蒸發(fā)，溫度逐漸降低，混凝土體積減小，稱為干縮。因混凝土表面水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮快，內(nèi)部收縮慢的不均勻收縮，致使混凝土表面承受拉力，產(chǎn)生收縮裂縫。 自生收縮：混凝土在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反應，這種收縮與外界溫度無關(guān)，且可以是正的（即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土），也可以是負的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土）?！ √蓟湛s：大氣中的二氧化碳與水泥中的水化物發(fā)生化學反應引起的收縮變形?！ ?.4地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉
7、降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應力，導致結(jié)構(gòu)開裂，基礎(chǔ)不均勻沉降的主要原因有：1）地質(zhì)勘探精度不夠、試驗資枓不準。勘察報告不能充分反映實際地質(zhì)情況是造成地基不均勻沉降的主要原因。2）結(jié)構(gòu)荷載差異太大。在地質(zhì)情況比較一致的情況下，各部分基礎(chǔ)荷載差異太大時，有可能引起不均勻沉降。3）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大。同一聯(lián)橋梁中混合使用不同基礎(chǔ)，如擴大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，或雖采用同一基礎(chǔ)，但基底標高差異太大，也可能引起地基不均勻沉降。4）分期建造的基礎(chǔ)。在原有橋梁基礎(chǔ)附近新建橋梁時，如分期修建的高速公路左右半副橋梁，新建橋梁荷載或基礎(chǔ)處理時
8、引起地基土重新固結(jié)，均可能對原有橋梁基礎(chǔ)造成較大沉降。此外，還有地基凍脹和橋梁建成以后原有地基變化也可能引起構(gòu)件裂縫產(chǎn)生?！ ?.5混凝土原材料質(zhì)量引起的裂縫混凝土主要由水泥、砂、骨科、拌合用水及外加劑等組成，配置混凝土時所采用的材枓不合格，可能導致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。水泥質(zhì)量不合格、受潮或過期會造成混凝土強度不夠，并導致
