桥梁混凝土裂缝防治

桥梁混凝土裂缝防治（精选十篇）

桥梁混凝土裂缝防治 篇1

随着经济的不断进步,公路桥梁工程的建设不断增加,使得不同地区之间的联系不断加强,人们出行更加便捷。而混凝土自身的特点又非常适合公路桥梁的施工。混凝土材料价格低廉、抗压性能好、来源广泛、养护成本不高等特点都决定了其必然在工程建设中能够得到广泛应用。但是,在施工过程中,由于这样或者那样的原因,混凝土裂缝问题始终不能避免,对公路桥梁建设质量的提高十分不利,需要采取专门的防治措施来改善现状。

1公路桥梁施工混凝土裂缝的成因分析

1.1混凝土裂缝源于荷载

由于荷载所产生的混凝土裂缝,主要出现在公路桥梁的受拉区、受剪区、振动区等部位,混凝土结构在受到直接应力或者次应力的作用下,发生形变,如果所受到的荷载超过了自身的承受能力,就会导致混凝土裂缝的发生。荷载作用所产生的裂缝,主要有弯曲裂缝、扭曲裂缝、剪切裂缝、局部应力裂缝等几种不同类型。不同类型的裂缝所表现出来的特点也不尽相同。由于中心受压所产生的裂缝,往往在柱结构的桥梁墩部位表现出来的是平行裂缝;由于受弯曲而引起的裂缝,所表现出来的特点刚好与受拉力方向垂直;由于受到剪力而造成的裂缝往往呈现出斜裂纹的图案[1](见图1、图2)。

图1 混凝土差异沉降裂缝的

图2荷载裂缝的水平裂缝和垂直

1.2混凝土裂缝源于温度变化

任何事物都具有热胀冷缩的特性,所以,混凝土也不例外。由于外界环境的温度变化,混凝土就会因为热胀冷缩而出现形变。由于混凝土形变所产生的应力,公路桥梁就会受到不同程度的影响。如果形变所产生的应力超过自身的抗拉强度,混凝土裂缝也就出现了。由于温度变化所产生的混凝土裂缝主要有表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝三种类型。由于温度变化所产生的混凝土裂缝主要位于大体积的混凝土结构中。桥面铺装、护栏、梁板等都是温度裂缝的多发部位。但是随着温度的变化,混凝土的温度裂缝会出现扩张或者合拢的现象, 这也是其他原因导致的混凝土裂缝所不具备的特点。

1.3混凝土裂缝源于冻胀

混凝土结构内部存在一定的水,如果在气温过低的情况下,混凝土中的水就会凝结成为固态冰,从而破迫使混凝土结构受到膨胀应力的作用,对于混凝土结构质量有着十分不利的影响。同时,混凝土结构内部在受到膨胀应力的作用下还会形成渗透压,更加加剧了膨胀应力的效果,从而使混凝土结构的强度不断降低,导致裂缝出现;如果冰冻发生在混凝土的初凝阶段,那么后果更是不堪设想。

1.4混凝土裂缝源于材料质量

混凝土材料质量的好坏也是决定混凝土施工能否产生裂缝的重要原因。如果混凝土中的水泥、骨料等材料出现质量问题,混凝土裂缝的出现在所难免。一方面,砂石是混凝土材料的重要组成部分,如果其粒径不能符合设计要求,都会对空隙率产生重要影响。过大的空隙率使得水泥和水的用量被迫增加,导致混凝土结构的强度难以提高,混凝土结构的收缩性也不断增加。而如果将大量的矿物质应用于混凝土结构的施工过程中, 水泥和骨料的粘结力就会大打折扣,混凝土强度也深受其害。另一方面,如果在混凝土结构中应用的砂石含有较多的泥,水泥和水的用量也会大大增加,使得混凝土结构的强度、抗冻性、抗渗性都不能达到既定的标准[2]。 此外,如果允许大量的有机质和轻物质存在于砂石原料中,在混凝土结构的施工中,水泥硬化的过程就会被迫延长,混凝土强度更是得不到提高,而这些都会导致混凝土裂缝的产生。由此可见,混凝土裂缝的产生跟材料有着必然关系。

2公路桥梁混凝土裂缝的防治措施

2.1改善荷载裂缝的防治措施

公路桥梁不同部位的荷载不同,所产生的荷载裂缝也不同。通过精确的概率计算,确定数值计算模型,对桥梁工程的静荷载和动荷载进行精确计算,精确判断公路桥梁的荷载极限。从而在施工过程中针对性地采取加固措施。在施工过程中,为了防治荷载裂缝的产生, 机械设备应该分开存放,不要堆放在一起,从而防止机械设备对公路桥梁产生过大的荷载压力。另外,在公路桥梁的建设施工中,可以采取各种保护措施来实现对桥梁工程的保护,比如禁止搭载、禁止通行等都是常用的方法。

2.2改善温度裂缝的防治措施

温度裂缝在混凝土施工过程中不是不可控的。为了改善温度裂缝问题,首先应该降低混凝土浇筑温度, 通过水冷却碎石,降低混凝土温度,减少温度变化对混凝土结构的不利影响。其次,如果施工时间是夏季,应该注意对桥梁施工的降温和散热,尽量减少混凝土浇筑的厚度。再次,在混凝土结构的施工过程中,通过埋设循环水管来对混凝土结构降温,可以有效减少温度裂缝的产生。利用冷水循环,混凝土内部温度得到降低,达到控制裂缝、提高工程质量的目的。第四,为了改善温度裂缝,在施工过程中,混凝土的入模温度也应该得到严格控制。冬春季节要确保混凝土内部温度能够控制在一个较低水平上,而夏季要做好防晒工作,防止由于内外温差过大而产生的温度裂缝[3]。此外,拆模时间也应该得到精准控制,通过对温度变化的分析,确定最佳拆模时间,从而达到防治混凝土早期裂缝的目的。

2.3加强冬季施工管理

混凝土工程施工应该尽量避免在低温环境下进行, 如果不能避免,则应该采取严格的保温措施来预防混凝土的冻胀裂缝;应根据施工部位来确定适宜的保温养护措施,对于预制梁板、现浇箱梁等大型混凝土构件可采用蒸汽加温养护措施,而针对基础工程、桥梁下部结构等零散工程宜采用保温材料(土工布、棉被、油布等)进行包裹养护。

2.4严格控制材料质量

材料质量不佳是导致混凝土裂缝的重要原因之一, 对于公路桥梁建设质量的提高十分不利。为了减少由于材料质量而导致的裂缝问题,首先应该加强对材料采购方面的质量管理和控制,在采购过程中,要对材料进行质量试验,确保采购的材料能够符合工程建设标准。 其次,在材料正式应用于施工之前,取样试验的工作也不可忽略。再次,混凝土搅拌过程应该严格控制材料的配合比,确保混凝土各材料的配合比都精确无误。通过对材料质量的严格控制,可以有效保证应用于施工的混凝土材料符合设计质量要求,从而有效避免由于混凝土材料质量不过关而导致的裂缝问题。

3结语

桥梁工程混凝土裂缝成因与防治论文 篇2

0引言

近年来，随着城乡建设进程的加快，桥梁工程的数量越来越多，这促进了当地交通运输行业的发展，也对当地经济的增长有着促进意义。桥梁工程在建设与发展的过程中，可以为人们的出行提供较多的便利，但是有的施工单位过于追求工程的进度，忽视了工程的质量，使得很多桥梁建筑在投入使用后不久就出现了混凝土裂缝等质量问题，影响了公路工程建设的水平，增加了桥梁使用的安全隐患。相关单位一定要针对混凝土裂缝出现的原因找出防治措施。

浅谈桥梁施工中混凝土裂缝的防治 篇3

【关键词】混凝土；桥梁；裂缝

混凝土开裂已成为影响工程结构使用寿命的重要影响因素之一。在混凝土桥梁结构上产生的各种各样的裂缝，形成的原因也是千差万别，因此其危害性也会有显着的差异。为此，本文首先概述了裂缝的种类和成因，而后从设计和施工两个方面论述了怎样防治混凝土桥梁的施工裂缝。

１．裂缝的种类及成因分析

1.1荷载作用产生的裂缝

钢筋混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，又可细分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种。承受拉(轴)力和弯矩的钢筋混凝土构件在横截面会产生一维的拉应力，承受剪力和扭矩及其他复合受力结构则会出现主拉应力，它们都可能会在垂直于主拉应力的方向产生裂缝。裂缝一般沿构件宽度方向贯通部分截面或全截面。根据截面形状的不同，荷载裂缝的形态也会有所不同。

1.2混凝土收缩引起的裂缝

混凝土收缩所产生的裂缝是最常见的一种裂缝，包括塑性收缩、缩水收缩、自生收缩和碳化收缩等，实际，以前两种收缩裂缝为主。混凝土浇筑4~5h后，水泥水化反应激烈，逐渐形成分子链，水分急剧蒸发，骨料下沉，混凝土硬化尚未完成，此时发生的收缩称为塑性收缩。骨料下沉，受到钢筋阻挡，形成沿钢筋方向的裂缝，此即为塑性收缩裂缝。混凝土初步硬化完成后，表层水分逐渐蒸发，湿度逐渐降低，混凝土体积逐渐减小，称为缩水收缩。混凝土内外收缩不均匀，表面收缩大，因此会受到内部混凝上的约束，表面混凝土将会承受拉力，超过抗拉强度后，便会产生收缩裂缝。

1.3温度变化引起的裂缝

混凝土桥梁属于大体积混凝土工程，在浇筑过程中,混凝土内会产生较大的水化热，如果采取的措施不当，会造成混凝土内外的温差过大，产生较大的温差应力，从而导致混凝土产生裂缝。

1.4基础变形引起的裂缝

桥梁工程一般跨度大，宽度窄，基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，即使是很小的数值也会在结构中引起较大的附加应力，一旦超出结构的抗拉能力，就会发生开裂。基础沉降变形的主要原因有地质差异太大或勘察不详、结构荷载或基础类型差别太大等。

1.5施工工艺质量引起的裂缝

①支架地基未壓实、基础承载力不够，浇筑混凝土后支架产生不均匀沉降；②支架刚度、强度、稳定性不足或模板刚度不足，浇筑混凝土中,混凝土自重及侧向压力迫使模板变形；过旱拆模或野蛮拆模引起的裂缝；③混凝土搅拌、运输时间民，引起混凝土坍落度过低，和易性不好；④混凝土配合比不符合规范要求，水泥、碎石、砂、外加剂、外掺料等不符合规范要求；⑤擅自更改设计水灰比，从而导致混凝土凝结硬化时收缩量增加；⑥混凝土未能严格按规范要求分层、分段浇筑，混凝土浇筑不连续；施工缝处理不到位；⑦混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻而、空洞等，削弱了截而承载力，引起钢筋锈蚀等；⑧混凝土养护措施不当，使得混凝土的结构强度未达到设计目标。

1.6钢筋锈蚀引起的裂缝

一般桥梁结构都处在自然环境下，若构件保护层过薄、密实性较差或防腐措施不当，混凝土中的钢筋就会锈蚀，引起体积膨胀，导致混凝土顺筋胀裂。这种先锈后裂的纵向裂缝一旦发生，就会逐步恶化，最终导致混凝土保护层成片剥落甚至钢筋锈断。

1.7构件不能自由仲缩引起的裂缝

现浇桥梁混凝土达到一定强度时支座临时锁定未及时解除，造成梁体不能自由伸缩引起的裂缝。除了以上所列的几种裂缝以外，施工材料缺陷、气候变化等也会对桥梁裂缝的产生有影响，需要结合具体工程条件及施工过程中的变化，做好动态控制的各项准备。

2.裂缝防治措施

2.1设计防裂控制措施

为尽量避免荷载裂缝的出现，应尽量避免结构突变或断面突变；如果结构突变不可避免，则应做好细部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋或斜向钢筋等。为防止混凝土收缩和温度变化引起的裂缝，可增加构造配筋，以提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构。为防止筋锈蚀引起的裂缝，设计中应严格按照规定。

2.2施工防裂控制措施。

2.2.1钢筋绑扎

绑扎钢筋之前，首先应进行彻底的除锈上作以确保使用的钢筋质量。钢筋在加上场集，加上成型后运至现场进行安装，安装时严格把握钢筋的间距。钢筋规格、型号、数量、间距、几何尺寸、接头位置及质量等均应符合设计图纸和施工规范的要求，并严格做好原材料和接头试验。钢筋层间距对混凝土构件的受力性能影响显着，但钢筋保护层厚度不够却严重影响桥梁的使用寿命，尤其是在复杂恶劣的腐蚀环境下，因此，在钢筋层间应留有足够的间距，钢筋外层与模板间应设置具备一定厚度的混凝土垫块。

2.2.2模板的安装与拆除

针对具体工程，应对模板及其支架的承载能力、刚度和稳定性进行校核，不能盲目依照经验和类似工程照搬使用。支架（脚手架或其他火具）应牢固可靠，施工前必须对支架进行预压，以消除支架非弹性形变和测出弹性形变值以便立模预留预拱度。安装模板时应确保构造紧密、不漏浆、不渗水，形状规则，能保证混凝上的均匀性。模板及其支架的拆除顺序应按施工技术方案执行，未达到混凝土预定强度要求不得拆除。

2.2.3混凝土的浇筑

浇筑之前首先要对模板及支架、钢筋及其保护层厚度、预理件、预留孔洞等进行检查，确认无误后方可进行浇筑。混凝土的拌和运输等必须满足连续浇筑要求。浇筑还要防止钢筋、模板、定位筋、垫块及预理管适的移动和变形。大体积混凝土浇筑还要满足分层浇筑、分层振捣的要求，并应采取一定的散热措施，有效降低混凝土内外的温差，从而减少温度裂缝的产生。振捣要密实，确保混凝土能填充到各个角落，同时也要避免过振引起塑性裂缝和干缩裂缝。

2.2.4混凝土的养护

混凝土终凝后应及时采用覆盖、洒水、喷雾或薄膜保湿等措施进行养护，避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力干扰等。对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间不得少于7天，对于有抗渗要求或设计有明确要求的混凝土，养护时间不得少于14 天。冬季施工，不得向裸露部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜或其他保温材料进行保温、保湿养护。

2.2.5其他措施

桥梁结构设计中考虑了施工顺序对内力的影响，施工中应严格按照制定的方案进行，不得随意更改施工顺序，以免引起不必要的附加应力导致结构开裂。施工技术方案中，应做好入模混凝土的温度控制、浇筑后混凝土温度控制、养护及拆除模板后的养护等措施，施工前做好施工技术交底，落实各项施工任务，分配专人进行技术指导和质量监督。

在桥梁施工过程中，只要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理，根据现场条件，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂缝的产生，确保工程质量。

【参考文献】

［１］陈海英.混凝土裂缝的原因分析与预防措施[J].山西建筑,2008.

［２］王增忠,等.混凝土建筑物的裂缝分析及其防护和处理.

混凝土结构桥梁裂缝及防治措施 篇4

混凝土结构的裂缝由材料内部的初始缺陷、微裂缝的扩展引起。引起裂缝的原因错综复杂, 根据裂缝位置、形状等表现形式可将其分为两大类:一是由外荷载引起的结构性受力裂缝, 与外荷载的作用大小、位置有关, 常预示着结构承载力的相对不足;二是环境因素引起的裂缝, 这类裂缝又可分为直接环境因素引起的裂缝和间接环境因素引起的裂缝。

1.1 外荷载引起的受力裂缝

混凝土结构在荷载作用下, 承受拉 (轴) 力和弯矩的构件在横截面上有一维的拉应力, 承受剪应力和扭矩的构件, 或二维和三维结构有主拉应力, 这些构件都将出现垂直于主拉应力方向的裂缝。对于常见的混凝土简支梁结构来说, 常见的受力裂缝有受弯裂缝、受剪裂缝两大类, 不同裂缝的出现位置、形状、成因各不相同。

1.1.1 受弯裂缝

混凝土简支梁受弯裂缝主要是由于主梁抗弯承载力相对不足引起:一是结构先天性设计承载力不足, 不能满足桥梁荷载标准的规定要求;二是满足桥梁荷载标准的主梁结构承载力相对于日益增大的使用荷载显得不足, 如桥梁上有超限车辆通行时。受弯裂缝一般出现于梁跨中部位, 沿截面竖直向上发展, 一般情况下, 裂缝宽度不大, 间距较密, 分布均匀, 不影响桥梁正常使用。若裂缝宽度过大, 则预示主梁抗弯能力不足, 此种情况常伴随主梁挠度过大, 且发生显而易见的塑性变形, 反应在桥面上可能有下沉现象。

1.1.2 受剪裂缝

混凝土简支梁根据跨高比或剪跨比的不同, 有三种受剪破坏形态:剪压破坏、斜压破坏和斜拉破坏。其中, 斜压破坏和斜拉破坏均属脆性破坏, 不允许发生, 一般在设计中采取措施防止二者发生, 换言之, 若桥梁在正常设计使用荷载下发生了斜压或斜拉破坏, 则主梁的设计一定是不合格的。剪压破坏中, 弯剪钢筋和箍筋首先屈服, 斜裂缝发展而呈使结构呈塑性破坏, 有明显征兆, 是结构所能接受的破坏形式。当主梁截面尺寸过小, 腹筋配置过多时, 混凝土首先被压碎而发生斜压破坏, 梁上出现多条平行斜裂缝。实际中, 有时因超限车辆荷载远远大于设计使用荷载, 而造成主梁截面尺寸相对较小, 使得该种破坏也时有发生。

当梁内配置腹筋过少时, 将发生斜拉破坏。此种情况下, 斜裂缝一旦出现, 很快形成临界斜裂缝, 并迅速伸展到受压边缘, 将梁拉断破坏。剪压破坏发生时, 首先出现少量垂直裂缝和细微斜裂缝, 随着荷载的增加, 出现临界裂缝, 荷载继续增加, 引起与斜裂缝相交的腹筋屈服。

1.2 环境因素引起的裂缝

1.2.1 直接环境因素裂缝

直接环境因素裂缝主要有两类:温度裂缝和收缩裂缝。混凝土结构在温度变化时发生热胀冷缩变形, 变形受到约束时即产生拉应力, 拉应力达到混凝土极限抗拉强度就会引起混凝土结构的开裂。此类裂缝发生在梁板上通常平行于短边, 发生在如桥面铺装等大面积结构上时多表现为纵横交错, 当桥梁伸缩缝受到堵塞而不能自由伸缩变形时, 会使桥面产生大面积开裂。

收缩裂缝是混凝土结构常见裂缝, 多发生在混凝土表面, 裂缝浅而细, 宽度多在0.05~0.2mm之间。

温度裂缝和收缩裂缝一般在设计中或施工中通过构造措施或材料配比进行控制, 使用中一般不会对结构承载力造成影响, 但会间接的影响结构的耐久性。

1.2.2 间接环境因素裂缝

此类裂缝主要有钢筋锈蚀裂缝和碱骨料反应裂缝。当有水分浸入混凝土内部时就会破坏钢筋钝化膜进而引起钢筋锈蚀, 钢筋因锈蚀膨胀引起表面混凝土开裂, 钢筋锈蚀裂缝一般沿顺筋方向。当混凝土保护层较薄时, 就会引起混凝土大片脱落碱骨料反应一般指水泥中的碱与骨料中的活性硅发生反应, 生成碱-硅酸盐凝胶, 吸水后体积膨胀, 引起混凝土开裂。碱骨料反应一般发生在结构竣工数年之后 (5~10年) , 其自损危害较大, 一旦发生则很难控制, 对混凝土耐久性破坏相当严重, 有时称为混凝土结构的“癌症”。骨料膨胀裂缝一般发生在浅层, 呈网状或放射状, 裂缝交汇点为骨料膨胀点。

碱骨料反应的一个重要特点是混凝土的局部膨胀, 裂缝两边缘出现错台现象。另外, 对于同一结构而言, 潮湿部位出现裂缝, 而干燥部位则安然无恙。

2 混凝土桥梁裂缝防治措施

2.1 温控措施及施工现场控制

2.1.1 温度预测分析。

根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案, 在温度较高的季节, 采用计算机仿真技术进行动态预测, 能原材料和粗骨料进行覆盖以及采用降温冷却等方法, 对混凝土施工期温度场和温差进行控制, 削弱混凝土内部的最高温度, 制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准, 进行保温养护优化选择。

2.1.2 混凝土浇筑方案。

在混凝土浇筑前应详细计算浇筑次序, 前后浇筑的的时间差, 在浇筑的混凝土内部预先埋置冷却管, 控制混凝土温度, 并适当增加混凝土的浇筑厚度来增加混凝土的强度等级。在施工中加强对振捣棒的振动, 增加钢筋和混凝土的握裹, 使钢筋充分约束住混凝土, 增加混凝土的均匀性和密实性。控制砂、骨料的含量和水泥的配比度, 正确掌握混凝土的空隙率和收缩量, 增加混凝土的抗裂强度。

2.1.3 混凝土温度监测。

在养护过程中, 应采用科学的方法时时监测混凝土的温度, 控制混凝土内部的温差, 可用为研究调整控温措施的依据。湿凝土在养护过程, 应提高养护环境温度, 有利于缓解降温速度, 减少温度应力, 防止混凝土出现温度裂缝。

2.2 原材料的质量控制

混凝土使用的水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加剂等严把工程材料的质量关, 不能因工程施工中赶工期, 把不合格的材料用到混凝土施工中, 监管人员严格控制采料、用料关, 对一切不符合标准的材料一律不许进施工现场。在原材料上不为工程的质量安全留下隐患。

2.3 由于天气干燥、初期养护不好、混凝土早期受冻、大气温湿度的变化产生的裂缝

2.4 由于承受荷载使构件产生过宽裂缝, 合理地进行设计, 可以防止这些裂缝出现;

对已出现的过宽裂缝的构件要采用加固措施进行加固。

2.5 对因使用及环境条件变化而产生的裂缝, 要依据不同性质采用不同的防治措施。

2.5.1 因多次冻融而产生的裂缝, 除对已形成缺陷和损坏的部分予以补强或加固外, 宜添加对受冻混凝土构件的保温措施;

2.5.2 因处于侵蚀性介质中而产生的大面积的缺陷损伤, 除应剔除受腐蚀和损伤的部位予以补强或加固外, 应使用矿渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保护;

2.5.3 因地震灾害的损伤要采用抗震构造措施来预防;对已产生的不太严重的地震损伤可参考震损建筑修复加固的办法来解决。

3 结论

混凝土结构裂缝的及时、有效处治是进行桥梁养护的重要内容, 是提高桥梁耐久性、延长使用寿命的重要手段。对裂缝性状的合理分析是采取正确处治措施的前提和基础, 希望本文能够抛砖引玉, 引起大家对混凝土结构裂缝的关注, 提高对混凝土结构裂缝的认识和理解, 为桥梁的合理有效养护提供借鉴。

参考文献

[1]徐俊杰.混凝土裂缝原因及处理方法[J].张家口职业技术学院学报, 2010, (04) :74-75, 78.[1]徐俊杰.混凝土裂缝原因及处理方法[J].张家口职业技术学院学报, 2010, (04) :74-75, 78.

[2]李再鑫.浅谈大体积混凝土施工温度控制[J].职业技术, 2011, (01) :96.[2]李再鑫.浅谈大体积混凝土施工温度控制[J].职业技术, 2011, (01) :96.

[3]公路桥梁设计通用规范 (JTGD60-2004) .[3]公路桥梁设计通用规范 (JTGD60-2004) .

桥梁混凝土裂缝防治 篇5

分析了混凝土桥梁产生裂缝的类型、原因及影响因素,并结合实际提出了对裂缝的处理方法和预防措施,并对裂缝有无影响到混凝土结构两种情况下的处理方法进行了论述.

作 者：刘勇刚 彭晓光 作者单位：刘勇刚(武汉市公路工程咨询监理公司,武汉,430051)

彭晓光(中咨(重庆)公路勘察设计研究院有限公司,重庆,400060)

桥梁混凝土裂缝防治 篇6

【关键词】公路桥梁；混凝土裂缝；成因分析；防治措施

0.引言

在公路桥梁施工过程中，应结合工程设计要求、施工条件、气候环境等通过严格控制材料质量、优化配合比、规范施工和全面养护等途径减少各类混凝土裂缝的产生，从而有效保证公路桥梁工程施工质量。

1.公路桥梁施工中混凝土裂缝的危害

混凝土裂缝会使公路桥梁出现渗漏现象，要么是水渗进混凝土的内部结构中，进而造成混凝土结构的损坏；要么就是混凝土裂缝在压力水作用下逐渐扩大，使表面裂缝逐渐演变成深层裂缝，进而变成贯穿裂缝，带来不可挽回的损失。同时，混凝土碳化作用会使得混凝土的收缩和开裂变得异常频繁，长期下去就可能破坏混凝土内部结构，而混凝土裂缝的存在又使得碳化作用更加明显，大气中的二氧化碳可以通过裂缝渗透进混凝土的内部结构中，而混凝土中的水泥在水化作用下产生二氧化碳，随之而来的就是碳化作用。碳化作用会破坏钢筋的纯化膜，降低混凝土的碱度，如果空气和水同时通过裂缝渗透进混凝土内部，就会使钢筋产生锈蚀现象，也就是说，混凝土裂缝会削弱混凝土对钢筋的保护力度，引发更严重的裂缝，给桥梁工程带来极大危害。

2.公路桥梁混凝土裂缝的类型

裂缝从受力角度来划分可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝主要是由受力引起的，如各种结构在主要荷载作用下，抗拉、抗震强度不足，预应力结构在张拉、温度收缩引起的次应力、连续基础不均匀沉降以及温度应力影响等。从结构安全角度上分析这类裂缝基本上不允许出现。非结构性裂缝是非受力因素引起的，如施工不当等，对这类裂缝则视承载力的类型和结构的形式，对裂缝的宽度有所限制，裂缝超过0.15cm必须处理。

3.公路桥梁混凝土裂缝的成因分析

3.1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时，混凝土将发生变形，若变形受到约束，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。在拆模前后，表面温度降低很决，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生。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。

3.2由荷载变化引起的混凝土裂缝

公路桥梁往往会受到来自多方面的荷载，包括动力荷载、静力荷载、次应力等等，当荷载超过公路桥梁的承受能力，或者频繁受到荷载的影响，久而久之，便会出现裂缝。根据引起裂缝的荷载种类的不同，又可以将荷载分为弯曲裂缝、扭曲裂缝、剪切裂缝、局部应力裂缝，并且，种类不同的荷载，其表现出的特点也不尽相同。由荷载变化引起的裂缝多发生在受拉地方、剪应力较大地方、振动严重地方。

3.3沉降引起的裂缝

由于基础产生竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，当其超过混凝土结构的抗拉强度时，结构开裂。

3.4钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层不足，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，钢筋中铁离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏。钢筋中铁离子与侵入混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗出混凝土表面。由于锈蚀使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，結构承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

3.5施工材料质量引起的裂缝

由于施工中拌合混凝土所用材料不合格，可能导致结构出现裂缝。因此在材料选择时应做到：优选材质，提高混凝土的抗拉性能；应用微膨胀外加剂，改善混凝土的收缩性能；选用有效缓凝高效减水剂和粉煤灰，提高大体积混凝土的和易性，减少水化热产生；另外在配合比设计时最大限度的增加粗骨料用量，减少水泥用量。

4.公路桥梁施工混凝土裂缝的防治措施

（1）温度是导致公路桥梁裂缝产生的主要原因，因此，必须采取行之有效的措施，加强对温度变化的控制，避免因温度变化而导致裂缝的产生。具体来说，可以采取以下几个方面的措施：1）在使用碎石的时候，可以用水将碎石冷却，从而达到降低混凝土浇筑的温度；2）在进行公路桥梁混凝土的施工工作，需要适当降低每次水泥浇筑的厚度，通过这种方式以达到对混凝土结构散热的目的；3）为了降低温度，避免混凝土结构内外温差过大，可以在结构内部设置循环水管，通过对循环冷水的利用以达到降低混凝土内部温度的目的；4）控制好入模温度。在施工过程中，对于混凝土结构的入模温度一定要控制好。由于公路桥梁施工过程中所使用的混凝土体积较大，为了降低温度带来的影响，尽可能在春秋季节进行混凝土的浇筑工作，以避免温差过大，防止裂缝的产生。如果根据工期要求，必须在夏天浇筑混凝土的话，还应该采取有效措施，降低混凝土的入模温度；5）合理掌控混凝土的拆模时间。拆模的时候也应该保证温度稳定，防止温度出现较大变化。如果温度出现骤降的情况，应该对混凝土表面采取保温措施，防止混凝土内外部温度差过大而产生裂缝现象。

（2）荷载是导致公路桥梁裂缝产生的重要原因，并且公路桥梁的荷载是处于动态变化的过程，这给防治工作带来不利影响。在实际工作中，可以利用概率统计的方式，加强对静荷载、动荷载的统计分析。在统计分析的基础上，可以利用合理的数值计算模型进行模拟，计算出公路桥梁荷载的上下限。在施工过程中，为了防止因荷载而导致裂缝的产生，应该避免将机械设备堆放在一起，防止荷载超标现象的发生。为了防止裂缝的产生，还可以采用禁止搭载、禁止车辆通行的方法，以加强对公路桥梁的保护。

（3）加强对混凝土早期的维护工作，是防治混凝土裂缝产生的有效策略。在早期维护工作中，尤其需要做好保温工作。因为，做好保温工作也是防治表面裂缝最为有效的策略之一。在对结构表面进行保温工作的时候，应该注意避免混凝土结构的内部和外部温度差过大，防止混凝土结构过冷。

4.4做好施工材料质量的控制工作

由于施工材料的质量不足也会导致裂缝的产生，因此，在工程建设过程中，必须重视施工材料质量的控制工作，防止因材料缺陷而导致混凝土裂缝的产生。施工单位要严关原材料的质量关，在采购前要进行材料质量的调查，对采购进场的材料要严格按规范要求进行取样试验，试验合格后才能用于混凝土实体工程中，在混凝土搅拌时要严格按照施工配合比进行称重，以保证配合比的计量准确。加强施工材料质量的控制工作，避免材料质量不合格而引起裂缝的出现。

5.结束语

浅述混凝土桥梁裂缝的成因及防治 篇7

混凝土结构裂缝的成因复杂, 有时多种因素相互影响, 但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。现就混凝土桥梁施工过程中以下几种裂缝简要探讨如下:

一、收缩引起的裂缝

在实际工程中, 混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。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。

塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4—5小时左右, 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。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡, 便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处, 因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩, 施工时应控制水灰比, 避免过长时间的搅拌, 下料不宜太快, 振捣要密实, 竖向变截面处宜分层浇筑。

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, 因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩, 表面收缩变形受到内部混凝土的约束, 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。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件 (超过3%) , 钢筋对混凝土收缩的约束比较明显, 混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝, 裂缝宽度较细, 且纵横交错, 成龟裂状, 形状没有任何规律。

对于收缩引起的裂缝, 增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性, 尤其是薄壁结构 (壁厚20-60cm) 。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋 (φ8-φ14) 、小间距布置 (@10-@15cm) , 全截面构造配筋率不宜低于0.3%, 一般可采用0.3%-0.5%。

二、施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。

1、水泥

(1) 水泥安定性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢, 在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用, 可破坏已硬化的水泥石, 使混凝土抗拉强度下降。

(2) 水泥出厂时强度不足, 水泥受潮或过期, 可能使混凝土强度不足, 从而导致混凝土开裂。

(3) 当水泥含碱量较高 (例如超过0.6%) , 同时又使用含有碱活性的骨料, 可能导致碱骨料反应。

2、砂、石骨料

(1) 砂石的粒径、级配、杂质含量。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大, 将导致水泥和拌和水用量加大, 影响混凝土的强度, 使混凝土收缩加大, 如果使用超出规定的特细砂, 后果更严重。砂石中云母的含量较高, 将削弱水泥与骨料的粘结力, 降低混凝土强度。砂石中含泥量高, 不仅将造成水泥和拌和水用量加大, 而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多, 将延缓水泥的硬化过程, 降低混凝土强度, 特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应, 体积膨胀2.5倍。

(2) 碱骨料反应。

碱骨料反应有三种类型:碱硅酸反应、碱硅酸盐反应、碱碳酸岩反应。

碱骨料反应裂缝的形状及分布与钢筋限制有关, 当限制力小时, 常出现地图状裂缝, 并在缝中有白色或透明的浸出物;当限制力强时则出现顺筋裂缝。在工程实践中必须对骨料进行碱活性检验, 采用对工程无害的材料, 同时使用含碱量低的水泥品种。

3、拌和用水及外加剂

拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土, 或采用含碱的外加剂, 可能对碱骨料反应有影响。

三、施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中, 若施工工艺不合理、施工质量低劣, 容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异, 比较典型常见的有:

1、混凝土保护层过厚, 或乱踩已绑扎的上层钢筋, 使承受负弯矩的受力筋保护层加厚, 导致构件的有效高度减小, 形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

2、混凝土振捣不密实、不均匀, 出现蜂窝、麻面、空洞, 导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

3、混凝土浇筑过快, 混凝土流动性较低, 在硬化前因混凝土沉实不足, 硬化后沉实过大, 容易在浇筑数小时后发生裂缝, 即塑性收缩裂缝。

4、混凝土搅拌、运输时间过长, 使水分蒸发过多, 引起混凝土塌落度过低, 使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

5、混凝土初期养护时急剧干燥, 使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

6、用泵送混凝土施工时, 为保证混凝土的流动性, 增加水和水泥用量, 或因其它原因加大了水灰比, 导致混凝土凝结硬化时收缩量增加, 使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

7、混凝土分层或分段浇筑时, 接头部位处理不好, 易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时, 后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑, 引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时, 先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好, 新旧混凝土之间粘结力小, 或后浇混凝土养护不到位, 导致混凝土收缩而引起裂缝。

8、混凝土早期受冻, 使构件表面出现裂纹, 或局部剥落, 或脱模后出现空鼓现象。

9、施工时模板刚度不足, 在浇筑混凝土时, 由于侧向压力的作用使得模板变形, 产生与模板变形一致的裂缝。

1 0、施工时拆模过早, 混凝土强度不足, 使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

1 1、施工前对支架压实不足或支架刚度不足, 浇筑混凝土后支架不均匀下沉, 导致混凝土出现裂缝。

12、装配式结构, 在构件运输、堆放时, 支承垫木不在一条垂直线上, 或悬臂过长, 或运输过程中剧烈颠撞;吊装时吊点位置不当, T梁等侧向刚度较小的构件, 侧向无可靠的加固措施等, 均可能产生裂缝。

13、安装顺序不正确, 对产生的后果认识不足, 导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时, 钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑, 拆架后墙式护栏往往产生裂缝;拆架后再浇筑护栏, 则裂缝不易出现。

14、施工质量控制差。任意套用混凝土配合比, 水、砂石、水泥材料计量不准, 结果造成混凝土强度不足和其他性能 (和易性、密实度) 下降, 导致结构开裂。

桥梁混凝土裂缝防治 篇8

一、混凝土桥梁在荷载和次应力下引起的结构裂缝

1. 直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。

裂缝产生的原因有三:一是设计计算阶段, 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;钢筋设置偏少或布置错误等。二是施工阶段, 不加限制地堆放施工机具、材料;随意起吊、运输、安装;不按设计图纸施工, 擅自更改结构的施工顺序等。三是使用阶段, 超出设计荷载的重型车辆过桥, 受车辆撞击等。

2. 次应力裂缝指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

实际工程中, 次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出, 如果受压区出现起皮或有沿受压力方向的短裂缝, 往往是结构达到承载力极限的标志, 是结构破坏的前兆。根据结构不同的受力方式, 产生的裂缝特征如下:一是中心受拉。裂缝贯穿构件横截面, 间距大体相等, 且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时, 裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。二是中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。三是受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝, 并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时, 裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时, 裂缝少而宽, 结构可能发生脆性破坏。四是受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏, 沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏, 沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。五是局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

二、温度变化引起的混凝土桥梁结构裂缝

1. 年温差。

一年中四季温度不断变化, 但变化相对缓慢, 对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移, 一般可通过桥面伸缩缝、支座位移等构造措施相协调, 只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。

2. 日照。

桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后, 温度明显高于其他部位, 温度梯度呈非线性分布。由于受到自身约束作用, 导致局部应力较大, 出现裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

3. 骤然降温。

突然大雨、冷空气侵袭等可导致结构外表面温度下降, 但因为内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。

4. 水化热。

出现在施工过程中, 大体积混凝土浇筑之后由于水泥水化放热, 致使内部温度很高, 内力温差太大, 从而使表面出现裂缝。

5. 蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当, 混凝土骤冷骤热, 内外温度不均, 易出现裂缝。

三、收缩引起的混凝土桥梁结构裂缝

1. 塑性收缩。

发生在施工过程中, 混凝土浇筑后4h-5h, 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, 此时混凝土尚未硬化, 称为塑性收缩。

2. 缩水收缩 (干缩) 。

混凝土结硬以后, 随着表面水分逐步蒸发, 湿度逐步降低, 混凝土体积减小, 称为缩水收缩 (干缩) 。

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) , 也可以是负的 (即膨胀, 如矿渣水泥混凝土与粉煤灰混凝土) 。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝, 裂缝宽度较细, 且纵横交错, 呈龟裂状, 形状没有任何规律。影响混凝土收缩裂缝的主要因素有六:一是水泥品种、标号及用量。二是骨料品种。骨料中的石灰岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂岩吸水率较大、收缩性较高。三是水灰比。用水量越大水灰比越高, 混凝土收缩越大。四是外掺剂。外掺剂保水性越好, 则混凝土的收缩越小。五是养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应, 获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长, 则混凝土的收缩越小。六是外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大, 则混凝土水分蒸发快, 混凝土收缩越快。

四、地基基础变形引起的混凝土桥梁结构裂缝

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。基础不均匀沉降的原因有四:一是地质勘察精度不够、试验资料不准。二是地基地质差异太大。三是结构荷载差异太大。四是桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时, 可能造成不均匀沉降。

五、施工材料质量引起的混凝土桥梁结构裂缝

1. 水泥。

一是水泥安定性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标。二是水泥出厂时强度不足, 水泥受潮或过期, 可能使混凝土强度不足, 从而导致混凝土开裂。三是当水泥含碱量较高 (例如超过0.6%) , 同时又使用含有碱活性的骨料, 可能导致碱骨料反应。

2. 砂、石骨料。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大, 导致水泥和拌合水用量加大, 影响混凝土的强度, 使混凝土收缩加大, 如果使用超出规定的特细砂, 后果更严重。

3. 拌合水及外加剂。

拌合水或外加剂中的氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。

六、施工工艺引起的混凝土桥梁结构裂缝

裂缝宽度因产生的原因而异, 比较常见的有八:一是混凝土保护层过厚, 或乱踩已绑扎的上层钢筋, 使承受负弯矩的受力筋保护层加厚, 导致构件的有效高度减小, 形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。二是混凝土振捣不密实、不均匀, 出现蜂窝、麻面、空洞。三是混凝土浇筑过快, 混凝土流动性较低, 在硬化前因混凝土沉实不足, 硬化后沉实过大, 容易在浇筑数小时后发生裂缝, 即塑性收缩裂缝。四是混凝土搅拌运输时间过长, 使水分蒸发过快, 引起混凝土坍落度过低, 使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。五是混凝土初期养护时急剧干燥, 使得混凝土与大气接触的表面出现不规则的收缩裂缝。六是混凝土分层或分段浇筑时, 接头部位处理不好, 易在新老混凝土和施工缝之间出现裂缝。七是施工时拆模过早, 混凝土强度不足, 使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。八是施工时模板刚度不足, 在浇筑混凝土时, 由于侧向压力的作用使得模板变形, 产生与模板变形一致的裂缝。

公路桥梁混凝土裂缝的防治和处理 篇9

关键词：桥梁,混凝土裂缝,防治,处理

前言

在公路桥梁建造和运营过程中, 由于裂缝的存在和发展通常会使内部钢筋等材料产生腐蚀, 降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗透能力, 桥梁混凝土的强度、刚度受到削弱, 危害桥梁的正常运营。为了进一步加强对混凝土桥梁产生裂缝的认识, 尽量避免工程施工中出现危害较大的裂缝, 对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因进行分析, 并介绍一些防治和处理的措施。

1 桥梁混凝土裂缝的成因

桥梁混凝土裂缝的成因复杂而繁多, 甚至多种因素相互影响, 但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土裂缝的种类就其产生的原因大致分以下几种。

1.1 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的特点, 受水泥水化放热、阳光照射、大气及周围温度等因素影响而出现冷热变化时, 将发生收缩和膨胀产生温度应力, 混凝土在结硬的过程中发生收缩, 温度变化时会热胀冷缩, 当这两种变形受到约束后, 在结构内部就会产生收缩应力和温度应力, 这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。混凝土凝固时, 由于混凝土表面水分蒸发过快或者是基础、模板吸水过快, 以及混凝土本身的水化热高等原因使混凝土产生急剧收缩, 此时混凝土强度很小, 不能抵抗这种变形应力而导致开裂。混凝土梁中较多见的是在收缩应力和温度应力共同作用下所产生的温度收缩裂缝。

1.2 荷载引起的裂缝

混凝土桥梁受静、动荷载及次应力产生的裂缝称荷载裂缝, 主要有弯曲裂缝、剪切裂缝、扭曲裂缝和局部应力引起的裂缝。荷载裂缝依荷载不同而呈现不同的特点, 这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝, 往往是结构达到承载力极限的标志, 是结构破坏的前兆。根据结构不同的受力方式, 产生裂缝特征如下:

(1) 中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。 (2) 中心受拉。裂缝贯穿构件横截面, 间距大体相等, 且垂直于受力方向。 (3) 受弯。弯矩最大截面附近从受拉区开始出现与受拉方向垂直的裂缝。 (4) 受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏, 沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏, 沿梁端中下部出现约45°方向互相平行的斜裂缝。 (5) 受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝, 并向相邻面以螺旋方向展开。 (6) 受冲切。沿柱头板内侧发生约45°方向斜面拉裂, 形成冲切面。 (7) 局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

1.3 施工工艺引起的裂缝

钢筋混凝土结构浇筑、起模、运输及吊装过程中施工工艺不规范、施工质量差, 将会产生各种形式的裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝, 裂缝出现部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异。如钢筋混凝土保护层厚度过厚、混凝土振捣不均匀、不密实、混凝土浇筑太快、水灰比过大等。

1.4 原材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、水及外加剂组成。混凝土所采用的材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝, 主要表现在砂石含泥量超标、砂石级配差、骨料中还有泥性硅化物、拌合用水或外加剂中含有氯化物等杂质对钢筋腐蚀有较大影响。

2 桥梁混凝土裂缝的防治

对桥梁结构一般裂缝宽度超过0.1mm, 就会影响结构构件的耐久性、安全性, 因而在设计和施工中宜采取可行、合理的措施对裂缝进行有效控制。这主要应把握好以下几方面内容:设计上应尽量避免软土地基上采用超静定结构, 对大型桥梁应加强钻探, 防止出现软弱下卧层。对施工上要加强基础夯实, 做好模板、支架及各支撑处基础和地基处理, 防止产生沉降裂缝。

在桥梁结构中, 墩台、台基桩等水下结构, 反复冻融会导致结构疏松引起微裂缝, 是比较容易出现裂缝的部位之一。在施工时, 混凝土应尽可能一次浇筑, 不留施工缝, 同时应根据需要对构件进行冻融循环试验并做抗冻强度验算。

墩身部位容易出现不规则纵向裂缝, 且在阳光直射面较多的阳面, 墩身易出现网状裂纹。可采取减少水泥用量、降低混凝土的入模温度和降低水泥水化热的温度、加快浇筑混凝土的散热等方法来加以预防。

混凝土桥面、宽体桥台都容易出现温度裂缝, 由于温度裂缝属于活裂缝, 其裂缝宽度随环境温度的变化而变化。这类裂缝不宜修补, 应以预防为主。在设计上应尽量限制连续浇筑长度, 增加防收缩钢筋;在施工中要分段浇筑, 并同时采取一些其他措施尽可能的减少混凝土的收缩量。

进行预应力施工时, 后张法采用抽拔管道成孔时, 要严格控制抽拔时间, 不宜太早, 否则会使管壁拉裂, 导致灌浆时串孔。先张梁板施工时, 要防止成孔胶囊上浮, 削弱上部端面过多, 在反拱作用下引起板的表面裂缝。

加强混凝土的振捣和养护, 控制混凝土浇筑速度。比如在混凝土初凝前进行二次浇捣, 可有效改善骨料的界面结构, 提高混凝土的强度和抗裂能力。此外, 因混凝土是一种水硬性材料, 养护阶段又离不开水, 如采用“蓄水法”养护, 不仅能满足强度增长需要, 而且对温度控制也十分有利。

3 桥梁混凝土裂缝的处理

桥梁混凝土设计、施工、运营阶段都应根据不同的成因采取预防措施, 很多裂缝是可以克服和控制的, 但仍有一部分裂缝是不可避免的。有些裂缝在使用荷载作用或外界物理、化学作用下, 不断扩展, 引起保护层剥落、钢筋腐蚀, 使混凝土性能和耐久性降低, 危害桥梁的正常使用, 必须尽早修补处理。

3.1 表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法, 它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

3.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝, 一般用来修补较宽的裂缝 (0.3mm) , 作业简单, 费用低。宽度小于0.3mm, 深度较浅的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽, 然后作填充处理。对于桥面板中间带上下贯通的裂缝, 其上部采用注入施工法进行处理。沿裂缝7~8cm宽度的范围内, 用砂轮机和钢丝刷去混凝土表面的游离石灰和灰尘等, 并用洗净剂清洗, 然后加压注入具有渗透性和粘着性的环氧树脂, 以此来填充混凝土裂缝, 提高桥面板的防水性, 防止钢筋锈蚀及混凝土老化。

3.3 结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时, 就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。加大混凝土结构的截面面积, 在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

结束语

公路桥梁混凝土开裂可以说是“常发病”, 经常困扰着桥梁工程技术人员。其实, 采取适当的预防措施, 很多裂缝是可以克服和控制的。重视桥梁裂缝, 及时处理桥梁裂缝, 有利于桥梁使用寿命的延长, 保证其安全正常地使用。

参考文献

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[3]乔洪峰.公路桥梁混凝土裂缝原因及修补方法[J].山西建筑, 2008 (5) .

[4]赵永信.桥梁混凝土裂缝的施工控制技术[J].中国新技术新产品, 2010 (4) .

桥梁混凝土裂缝防治 篇10

1 桥梁混凝土裂缝的成因

据分析, 造成桥梁混凝土结构裂缝的因素多种多样, 涉及到气候因素、材料以及施工工艺等各方面, 本文根据裂缝诱因可以将其分为以下几种类型:

1.1 混凝土收缩引起的裂缝

在实际施工过程中, 由于混凝土凝固收缩所引起的裂缝随处可见, 此类裂缝严重影响桥梁混凝土的寿命。而其中的塑性收缩和缩水收缩在混凝土收缩中最常见的类型, 也是引发混凝土体积变形的主要原因。研究表明:骨料品种、水泥品种、外掺剂、养护方法、水灰比、振捣方式以及外界环境等, 都是影响混凝土收缩裂缝的主要因素。

1.2 外界温度变化引起的裂缝

从物理角度分析, 混凝土与其他物质一样具有热胀冷缩的性质。一旦外部环境或内部温度发生变化, 由于应力作用, 混凝土将发生变形甚至开裂, 即所谓的温度裂缝。根据在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以达到甚至超出活载应力。与其他裂缝相比, 温度裂缝的特点主要是它随着外界温度的变化混凝土出现合拢或扩张现象。根据不同地区的气候条件, 例如日照、年温差、骤然降温以及季节性气候因素等都会引起外界温度的波动, 进而影响桥梁混凝土的质量。

1.3 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。造成基础不均匀沉降的的原因有很多, 主要是与地质勘察精度不够、实验资料不准, 地基地质差异太大, 结构荷载差异太大, 结构基础类型差别大, 分期建造的基础, 地基冻胀, 桥梁位置地质的基础等有关。

1.4 负荷引起的裂缝

荷载裂缝是指混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝, 主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。其中直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝, 这种裂缝主要是由于设计者的不合理设计、施工者的失误、自然条件、人为的原因所造成的。而应力裂缝主要是由于设计图与实际工作情况的误差导致桥梁某些部位结构开裂, 同时也与受力钢筋的设置是否合与实际的承受压力有关, 这种裂缝一般发生在结构的转角处、受力钢筋截断处。

2 桥梁混凝土裂缝的防治措施分析

2.1 加强温度控制

温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢, 而引起温度的变化的因素主要是年温差、日照、骤然降温、水热火等。因此要想有效防治因温度而引起的裂缝, 必须做到以下几点:1) 在材料上做改变, 选择高性能的混凝土, 增加抗裂效果, 避免表面干缩程度大的混凝土应用于桥梁施工中。2) 在混凝土中添加减水剂, 这样的话能避免泌水, 增加了混凝土保护层厚度, 在桥梁施工中, 有必要采取二次抹面。3) 施工中应根据实际情况, 尽量选择水化热低的水泥品种, 限制水泥单位用量, 减少骨料入模温度, 降低内外温差, 并缓慢降温, 同时采取相关的措施进行散热, 比如循环冷却系统的应用、薄层连续浇筑等技术的应用。4) 合理的养护对于控制因温度的变化引起的裂缝非常有用, 比如在夏季时对混凝土骨料进行洒水, 在冬季施工中, 混凝土表面采取保温措施。

2.2 严格控制混凝土施工配合比

根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比, 严格控制水灰比和水泥用量, 要求监理严格监督控制。把好质量关, 选择级配良好的石子, 控制砂的粒径及含量, 适当减少空隙率以减少混凝土收缩量, 从而加强混凝土抗裂强度。

2.3 混凝土结构加固方法的选择

钢箍加固法:对于补强梁内特长箍筋及弯起筋不足, 抗剪强度达不到设计要求时用此方法再好不过。具体步骤为:将圆钢或扁钢做成斜形或垂直的钢箍, 两端开有螺纹纹路, 再用螺母将其套入钢板拧紧, 或者直接通过焊接方法将两个U型钢箍套在一起, 然后打入金属楔楔紧, 同时, 相关人员必须记住在使用钢箍时需在梁上刻槽以避免滑开。

粘贴加固法:通过改性环氧树脂粘结剂将钢板粘结到构件混凝土裂缝部位表面, 使钢板与混凝土连接成整体共同受力。粘结前, 必须将钢材与混凝土表面处理干净, 同时, 保证粘结层厚度为3毫米左右。目前, 结构加固技术中常常采用预应力法加固、加大混凝土结构的面积, 喷射混凝土补强加固以及增设支点加固等方法。

2.4 加强养护工作

在桥梁运行时, 由于频繁承载, 甚至超载, 再加上自然界乃至自然灾害的侵袭, 会造成桥梁损伤和局部破坏。随着使用时间的增长, 桥梁的损伤种类和损伤部位越来越多, 程度也越来越重, 因此桥梁的养护工作非常的重要。护实践证明, 混凝土养护工作, 是整个施工过程中非常重要环节, 忽视对混凝土的养护, 既会降低混凝土的强度, 又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝。只有认真地、不间断地进行桥梁养护维修, 才能很好的防止和修复裂缝。

3 结语

对于桥梁混凝土工程, 裂缝的出现相当普遍, 然而, 裂缝不仅能够降低桥梁结构的抗渗能力与使用寿命, 还会引起混凝土结构中的钢筋腐蚀加快和混凝土的碳化等严重后果。因此, 本文主要就此现象对混凝土裂缝进行深入的研究, 并总结出贯彻预防为主的原则, 同时, 要加强设计施工及使用等方面的管理, 保证桥梁结构的安全可靠性。确保施工中全程监视, 一旦产生裂缝, 应及时查明原因, 并采取相应的加固技术, 使桥梁混凝土裂缝的危害控制在设计要求的范围内。

参考文献

[1]陈浩.桥梁施工中混凝土裂缝处理产生的原因及应对措施[J].交通与路建, 2011.

[2]李珂.从受力角度谈PC斜拉桥主梁横向裂纹产生原因[J].山西建筑, 2008.