橋梁裂縫形成及處理好發的核心期刊
發布時間：2013-05-11所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 在橋梁建造和使用過程中， 因出現裂縫而影響工程質量甚至導橋梁垮塌的現象屢見不鮮。正確分析裂縫的成因， 是克服和控制裂縫的關鍵。為了進一步加強對混凝土橋梁裂縫的認識， 盡量避免工程中出現危害較大的裂縫， 本文通過對公路混凝土橋梁裂縫產生的原因進行
摘要 在橋梁建造和使用過程中， 因出現裂縫而影響工程質量甚至導橋梁垮塌的現象屢見不鮮。正確分析裂縫的成因， 是克服和控制裂縫的關鍵。為了進一步加強對混凝土橋梁裂縫的認識， 盡量避免工程中出現危害較大的裂縫， 本文通過對公路混凝土橋梁裂縫產生的原因進行分析，并提出了可行性的處理方法。
關鍵詞 橋梁裂縫； 混凝土； 成因； 處理方法
1前言
近年來，我國交通基礎建設得到迅猛發展， 各地興建了大量的混凝土橋梁。在橋梁建造和使用過程中，有關因出現裂縫而影響工程質量甚 導橋梁垮塌的報道屢見不鮮�；炷灵_裂可以說是“常發病” 和“多發病”，經常困擾著橋梁工程技術人員。其實，如果采取一定的設計和施工措施， 很多裂縫是可以克服和控制的。為了進一步加強對混凝上橋梁裂縫的認識，盡量避免工程中出現色害較大的裂縫，本文盡町能對混凝土橋梁裂縫的種類和產生的原因作較全面的分析 總結，以方便設計、施工找出控制裂縫的可行辦法，達到防患于未然的作用。
混凝土因其取材廣泛、價格低廉，抗壓強度高、可澆注成各種形狀，并且耐火性好、不易風化、養護費用低，成為當令世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺點是：抗位能力差，容易開裂�；炷亮芽p不可避免，但它的有害程度可以控制， 有些裂縫在使用荷載或外界物理 化學因素的作用下，不斷產生和擴展， 引起混凝土碳化、保護層剝落 鋼筋腐蝕，使混凝土的強度和剛度受到削弱， 耐久性降低，危害結構的正常使用，必須加以控制。
2公路混凝土橋梁裂縫的成因
混凝土結構裂縫的成因復雜、繁多，有時多種因素互相影響，但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要因素�；炷翗蛄毫芽p的種類，就其產生的原因，大致可劃分如下幾種：
2．1荷載過大
在設計計算階段， 計算模型不合理；設計斷面不足；結構計算時部分荷載漏算；構造處理不當，鋼筋設置偏少或布置錯誤；設計圖紙交代不清等。在施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預制結構結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式；不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。在橋梁使用階段，超出設計載荷的重型車輛頻繁過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊等。以上幾種情況都會使橋面板在荷載的作用下發生應力集中而出現微裂縫。這種由常規靜、動荷載或次生應力所產生的裂縫稱為荷載裂縫。荷載裂縫特征依荷載不同而呈現不同的特點，其分布規律是沿主拉應力方向開展，其走向與主拉應力方向垂直。這類裂縫多出現在受拉區、受剪區或振動嚴重部位。
2．2溫度變化頻繁或溫差過大
混凝土具有熱脹冷縮的性能， 當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫區別其他裂縫最主要是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有：年溫差、日
照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養護或冬季施工措施不當等。
2．3收縮引起的裂縫
在實際工程中，混凝土因收縮昕引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發生混凝土體積變形的主要原因， 另外還有自生收縮和炭化收縮。研究表明，影響混凝凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標號及用量，骨料品種、水灰比、外摻劑、養護方法、外界環境、振搗方式及時間。
2．4地基變形引起的裂縫
由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向他移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂�；A不均勻沉降的主要原因有：地質勘察精度不夠、試驗資料不準；地基地質差異太大；結構荷載差異太大；結構基礎類型差別太大；地在凍脹；橋梁基礎基于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質時， 可能造戍不均勻沉降。
2．5鋼筋銹蝕引起的裂縫
由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，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，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2 4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝上開裂 剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。
2．6凍脹引起的裂縫
大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9％ ，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水(結冰溫度在～78度以下)在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重， 成齡后混凝土強度損失可達30％到 50％。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍片長裂縫。
溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發生凍脹破壞的必要條件。當混凝土中骨料空隙多、吸水性強；骨料中含泥土等雜質過多；混凝土水灰比偏大、振搗不密實；養護不力使混凝土早期受凍等，均可能導致混凝土凍脹裂縫。冬季施工時，采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養護以及在混凝土拌和水中摻人防凍劑(但氯鹽不宜使用)，可保證混凝土在低溫或負溫條件下硬化。
2．7施工材料質量引起的裂縫
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質量不合格，可能導致結構出現裂縫。如：水泥、砂、石骨料以及拌和水及外加劑等。
2．8施工質量不良
在施工過程中，假如混凝土級配不良或施工工藝不合理、施工質量低劣，造成結構構件強度不足，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫。
3對混凝土裂縫的處理建議
3．1表面處理法
橋面板下部寬度小于0．2ram的其它裂縫，采用表面處理法進行修補，在混凝土表面沿裂縫涂抹樹脂保護膜。施工時先用鋼絲刷除去混凝土表面的附著物，再用清水清洗，經充分干燥后，用油灰狀樹脂填充混凝土表面的凹癟部分后，再進行必要的涂抹。表面處理法包括表面涂抹和表面貼補法，表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫， 不漏水的裂縫，不伸縮的裂縫以及不在活動的裂縫。表面貼寂(木工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
3．2填充法
用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫(0．3ram)，作業簡單，費用低。寬度小于0．3mm，深度較淺的裂縫以及小規模裂縫的簡易處理可采用取開V 型槽，然后作填充處理。對于橋面板中間帶上下貫通的裂縫，其上部采用注入施工法進行處理。沿裂縫7-8cm寬度的范圍內，用砂輪機和鋼絲刷去混凝土表面的游離石灰和灰塵等， 并用洗凈劑清洗，然后加壓注入具有滲透性和粘著性的環氧樹脂，以此來填充混凝土裂縫，提高橋面板的防水性，防止鋼筋銹蝕及混凝土老化。
3．3結構補強法
因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成裂縫等影響結構強度可采取結構補強法、錨固補強法、預應力法等。
此外，還可以采用灌漿法等。同時，要加強混凝土裂縫處理效果的檢查，包括修補材料試驗；鉆芯取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。
4結束語
造成公路混凝土橋梁出現裂縫的原因是多種多樣，非常復雜的，設計疏漏、施工低劣、監理不力， 均可能使混凝土橋梁出現裂縫。結構設計中，鋼筋混凝上結構構件是允許帶裂縫工作的， 問題不在有無裂縫，而在于出現什么樣的裂縫。當橋梁發生開裂現象后，應從設計、施工及其使用狀況等各方面進行細致的調查測試及詳盡地分析，找出開裂的主要原因，分析裂縫的性質，預料其對結構的危害性，判斷其需要修補或加固的緊迫性，最后采取合理、有效、經濟的修補加固措施，使橋梁損傷尚在輕微時期就能得到修補，保證其正常地使用。
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