探討混泥土橋梁裂縫問題及控制策略

1、    探討混泥土橋梁裂縫問題及控制策略    姜龍摘 要：混泥土橋梁裂縫問題一直以來都是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，是導致其他橋梁問題的重要隱患。但是如果采取一定的預防措施，很多裂縫問題我們是可以克服和控制的。本文將主要針對這個問題進行分析并提出一些建設性的意見。關鍵詞：混泥土；裂縫；控制策略由于混凝土橋梁的價格低廉、取材廣泛且抗壓強度高耐火性好，在橋梁建筑中應用很廣泛。但因其抗位力差，容易開裂，近年來，由于裂縫而導致工程質量低下甚至出現坍塌的事故時常出現，漸漸得到了人們的重視?；炷恋牧芽p是由于混凝土內部應力和外部荷載作用，以及溫度變化等因素作用下形成的

2、。有些裂縫在使用荷載或外界物理，化學因素的作用下，不斷擴展，不但會影響混凝土表面的美觀，減小鋼筋的混凝土保護層厚度，而且易引發(fā)混凝土面層剝落，加速鋼筋的銹蝕，降低混凝土的抗凍性及耐久性，嚴重時甚至發(fā)生垮塌事故，所以必須加以控制。一、裂縫的成因及種類混凝土裂縫的成因復雜而繁多，有時甚至多種因素相互影響，但就一些具體裂縫而言，總有主導原因，為了便于分析，鑒別工程中發(fā)生的裂縫，根據裂縫產生的原因，常見裂縫可分為荷載引起的裂縫、溫度和濕度變化引起的裂縫、收縮引起的裂縫、地基變形引起的裂縫、施工工藝質量引起的裂縫等五大類。1.荷載引起的裂縫。混凝土橋梁在靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直

3、接裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫；次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。橋梁負載的原因有多種，比如在設計時，計算模型的不合理，或設計斷面和結構剛度的不足等；在施工時，對設計圖紙理解錯誤，改變受力模式，或構件的運輸、安裝不規(guī)范等；在使用時，超重車輛的碾壓，或地震、爆炸等外力因素影響等。2.溫度和濕度變化引起的裂縫?；炷劣不陂g水泥放出大量的水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫

4、。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表。面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。引起溫度濕度變化主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當等。3.收縮引起的裂縫。在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在開始初凝、以及養(yǎng)護之前，水泥發(fā)生劇烈的水化反應，水分急劇蒸發(fā)，造成混凝土的失水收縮，此時由于橋梁表層受到模板以及鋼筋等的制約，混凝土產生拉應力，出現裂縫。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)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。4.地基變形引起的裂縫。

5、由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，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。地基地質差異大。結構荷載差異太大。結構基礎類型差別大。分期建造的基礎。地基凍脹。橋梁基礎置于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質時，可能造成不均勻沉降。橋梁建成以后，原有地基條件變化。對于拱橋等產生水平推力的結構物，對地質情況掌握不夠、設計不合理和施工時破壞了原有地質條件是產生水平位移裂縫的主要原因。5.施工工藝引起的裂縫。在混凝土結構澆筑，構件制作，起模，運輸，堆放，拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理，施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的

6、、斜向的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向，裂縫寬度因產生的原因不同而不同。二、橋梁施工中混凝土裂縫的控制策略1.由設計不合理和荷載作用引起的混凝土裂縫，主要是在設計上加以控制。這要求設計者在設計計算階段，結構計算要考慮全面，不要漏記或者少算荷載；多思考，計算模型盡量合理，結構受力假設與實際受力要與實際相符合；考慮到交通量的增大及超載車輛的增多，結構安全系數要取足；結構設計時要考慮到當地施工的可能性；多取幾個設計斷面進行核查；鋼筋布置在鋼筋配筋率和鋼筋應力大致相同的情況下盡量采用“細筋多根”，而少采用“粗筋少根”的原則；構造處理要滿足規(guī)范要求。

7、次應力按常規(guī)一般不計算，但隨著現代計算手段的不斷完善，次應力裂縫也是可以做到合理驗算的，例如現在對預應力、徐變等產生的二次應力，不少平面桿系有限元程序均可正確計算。在設計上，應注意避免結構突變（或斷面突變），因為在突變的位置會產生巨大的應力集中。當不能回避時，應做局部處理，如轉角處做圓角，突變處做成漸變過渡，同時加強構造配筋，轉角處增配斜向鋼筋，對于較大孔洞有條件時可在周邊設置護邊角鋼。2.對于因溫度變化過大造成的裂縫，主要預防措施：采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；熱天澆筑混凝土時

8、減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。有時，新舊混凝土接縫處，沿接縫面中部的垂直方向，由于新混凝土結硬的水化熱與已經結硬、冷卻的舊混凝土之間存在溫差；同時由于舊混凝土齡期較長，收縮大部分完成，而新澆混凝土結硬時收縮受阻等原因也會引起混凝土開裂，這種情況應該盡量避免，若必須如此，則應采取增加構造布筋和其他適當的減小溫差的措施。3.對于收縮引起的裂縫，由于這類裂縫一般發(fā)生在混凝土結硬初期，因此需要良好的初期養(yǎng)護條件和合適的混凝

9、土配合比設計，所以在施工規(guī)程中，提出要嚴格控制混凝土的配合比，并在混凝土澆筑后及時覆蓋澆水養(yǎng)護，在干燥環(huán)境下更應注意加強養(yǎng)生，保證混凝土養(yǎng)護條件和時間。同時應注意合理配置適當的構造鋼筋，以防止過寬的收縮裂縫。4.對于地基礎變形引起的裂縫，主要是在前期要在橋位處要做詳細、細致的地質勘察，一定要確保地質情況的準確性，如果在施工期間發(fā)現實際地質資料與設計不符，一定要及時要求設計單位對裂縫進行復算、核查。對于大多數天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黃土、膨脹土等特殊地基土，土體強度遇水下降，壓縮變形加大等類似情況，只能采取及時的觀察監(jiān)測，一旦裂縫發(fā)生，則必須采取適當的措施，必要時應對地基進行處理

10、。5.施工工藝措施。在施工時，首先要控制施工的材料，要嚴格按照施工標準要求選擇合適的材料，堅決不能使用一些質量不過關的施工材料。選好合適的材料后，要按照最優(yōu)的比例來進行混凝土拌合?；炷涟韬蠒r，時間不能少于兩分鐘，要確?；炷梁鸵仔院?、不析水、不離析。澆筑時要選擇分層澆筑，分層的厚度不要大于三十厘米，同時還要防止鋼筋、定位筋、模板、墊塊以及預埋管道發(fā)生一定的變形，并且要確?；炷量梢蕴畛涞矫總€角落，避免共振引起干縮裂縫和塑性裂縫等。6.此外還應加強混凝土的早期養(yǎng)護及后期的護養(yǎng)工作?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫度、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮，另一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。后期的養(yǎng)護直接關乎到橋梁的使用壽命問題，極為重要。三、結語綜上所述混凝土橋梁產生裂縫的產生