鋼筋混凝土橋梁裂縫成因

1、鋼筋混凝土橋梁裂縫成因摘要：介紹了鋼筋混凝土橋梁粱體裂縫的形成原因及修補(bǔ)措施，并介紹了幾種常見的維修方法。使其處于良好的工作狀態(tài)。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；橋梁梁體；裂縫；修補(bǔ)方法在橋梁建造過程中，混凝土開裂是“常發(fā)脖和“多發(fā)脖，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。筆者參與某橋梁的實地檢測，結(jié)合近年來國內(nèi)外對混凝土橋梁裂縫的研究，對混凝土橋梁裂縫的種類和產(chǎn)生的原因作較全面的分析、總結(jié)，以方便設(shè)計、施工找出控制裂縫的可行方法。一、橋梁混凝土裂縫形成的原因1.收縮裂縫混凝土凝固時，由于水泥水化產(chǎn)物的體積比反響前物質(zhì)的總體積要小，因此產(chǎn)生收縮，稱為化學(xué)收縮或凝縮；混凝土在硬化過程中隨著水分的逐漸蒸發(fā)，體積逐漸減小

2、，稱為干縮，化學(xué)收縮與干縮合稱為收縮。混凝土的枯燥過程是由外表逐漸擴(kuò)展到內(nèi)部的，在混凝土內(nèi)部呈現(xiàn)含水梯度，因此產(chǎn)生外表收縮大，內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，導(dǎo)致外表混凝土承受拉力，內(nèi)部混凝土承受壓力。當(dāng)外表混凝土所受的拉力超過其抗拉強(qiáng)度時，便產(chǎn)生收縮裂縫。2.溫度裂縫混凝土受水泥水化放熱、陽光照射、大氣及周圍溫度、電弧焊接等因素影響，而出現(xiàn)冷熱變化時，將發(fā)生收縮和膨脹，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力超過混凝土強(qiáng)度時，即產(chǎn)生裂縫，稱為溫度裂縫。由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化初期放出大量熱量難以散發(fā)，大體積混凝土澆筑后，內(nèi)部溫度較外部高，這將使內(nèi)部混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹，而外部混凝土卻隨氣溫降低而冷卻收縮。這

3、種內(nèi)部膨張和外部收縮互相制約，極易產(chǎn)生溫度裂縫。蒸氣養(yǎng)護(hù)及冬季施工時如措施不當(dāng)，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，也易產(chǎn)生溫度裂縫。當(dāng)構(gòu)件較長，且兩端固定時，由于周圍溫度變化將產(chǎn)生附加的溫度應(yīng)力，該附加應(yīng)力和原有內(nèi)力的合力超過混凝土強(qiáng)度時就會產(chǎn)生破壞裂縫。在新舊混凝土接頭處，沿接縫面的垂直方向常因水化熱的原因此產(chǎn)生溫度裂縫。3.荷載作用下產(chǎn)生的裂縫1彎曲裂縫在混凝土梁上施加彎矩時，將產(chǎn)生彎曲裂縫。對受彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件來說，彎曲裂縫首先出如今彎矩最大截面的混凝土受拉區(qū)。梁板構(gòu)造的正彎矩裂縫一般位于跨中，從底邊開場向上開展負(fù)彎矩裂縫位于連續(xù)或懸臂粱板的支座附近，自上向下開展。隨著荷載的增大，裂縫寬度增

4、大，長度延伸，縫數(shù)增多，裂縫區(qū)域逐漸向兩側(cè)開展。2剪切裂縫剪切裂縫也稱斜裂縫，首先發(fā)生在剪應(yīng)力最大的部位。對受彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件，裂縫往往發(fā)生于支座附近。由下部開場，沿著與軸線成255左右的角度裂開。隨著荷載增大。裂縫長度將不斷增長并向受壓區(qū)開展，裂縫縫數(shù)不斷增多并分岔，裂縫區(qū)也逐漸向跨中方向擴(kuò)大。剪切裂縫一旦出現(xiàn)，就應(yīng)加強(qiáng)觀察。如裂縫開展緩慢并限制在受拉區(qū)。裂縫寬度在限值以內(nèi)，此時還允許；但如裂縫不斷開展或者裂縫已接近受壓區(qū)，那么不管其寬度和長度如何都應(yīng)及時予以必要的加固處理。3斷開裂縫鋼筋混凝土構(gòu)件受拉時，進(jìn)入整個截面的裂縫稱為斷開裂縫。受拉構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的裂縫均沿正截面開裂，裂縫間距

5、有一定規(guī)律。受拉構(gòu)件在內(nèi)力較小時，混凝土和鋼筋均勻承受拉力，隨著內(nèi)力增大，混凝土內(nèi)拉應(yīng)力到達(dá)其受拉極限，產(chǎn)生裂縫并退出工作，但裂縫寬度小于規(guī)定限值，全部拉力由鋼筋承當(dāng)，這是允許出現(xiàn)裂縫構(gòu)件的工作狀態(tài)。荷載繼續(xù)增大，鋼筋應(yīng)力到達(dá)屈從極限，鋼筋伸長率較大，裂縫很寬，超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)允許寬度的許多倍，這時多為使用所不允許的或構(gòu)件將接近破壞的狀態(tài)。4.鋼筋銹蝕引起的裂縫因混凝土質(zhì)量較差，或保護(hù)層厚度缺乏，或保護(hù)層被碳化使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或有氯化物浸入，等等，均可引起鋼筋外表氧化膜破壞而發(fā)生銹蝕反響；銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約24倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼

6、筋縱向產(chǎn)生裂縫并有銹跡滲到混凝土外表。鋼盤銹蝕使得鋼筋有效斷面減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，構(gòu)造承載力下降。繼而將誘發(fā)其它形式的裂縫；而其它裂縫的產(chǎn)生又會加劇鋼筋銹蝕，最后可能導(dǎo)致構(gòu)造破壞。要防止鋼筋銹蝕。主要應(yīng)確保鋼筋有足夠的保護(hù)層厚度(保護(hù)層亦不能太厚，否那么構(gòu)件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度)；施工時應(yīng)控制混凝土的水灰比，并應(yīng)加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實性：還要嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，對沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎用含氯鹽的外加劑。二、裂縫的修補(bǔ)方法1.外表封閉修補(bǔ)法通常是在混凝土外表沿寬度較小的裂縫涂抹樹脂保護(hù)膜，在裂縫寬度有可能變動時，可采用具有跟蹤性的

7、焦油環(huán)氧樹脂等材料。在裂縫多而且密集或者混凝土老化、砂漿離析的構(gòu)造物上也可大面積涂抹保護(hù)膜。2.鑿深槽嵌補(bǔ)法先沿裂縫鑿一條深槽，槽形根據(jù)裂縫位置和填補(bǔ)材料而定，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種黏結(jié)材料，如環(huán)氧砂漿、瀝青、甲凝等。3.外表嘖漿法在經(jīng)鑿毛處理的裂縫外表，噴射一層密實而且強(qiáng)度高的水泥砂漿保護(hù)層來封閉裂縫的一種修補(bǔ)方法。根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)和修補(bǔ)要求與條件，可采用無筋素噴漿，或掛網(wǎng)噴漿結(jié)合鑿槽嵌補(bǔ)等修補(bǔ)方法。4.打箍加固封閉法當(dāng)鋼筋混凝土產(chǎn)生主應(yīng)力裂縫時，可采用在裂縫處加箍使裂縫封閉的方法。箍可用扁鋼焊成或圓鋼制成，可以直箍也可以斜箍。其方向應(yīng)和裂縫方向垂直。箍與梁的上下面接觸處可墊以角鋼或鋼板。角鋼或鋼板面積及箍的橫截面積，按修補(bǔ)加固部位主應(yīng)力的大孝箍的平安應(yīng)力及混凝土的抗壓強(qiáng)度通過計算確定。5.粘貼鋼板法將整個鋼板黏貼于待修補(bǔ)的裂縫位置上，使其與原有的混凝土成為整體，從而進(jìn)步對活載的抵抗力。用于粘貼的鋼板厚度一般為456，而混凝土與鋼板的黏結(jié)劑一般采用環(huán)氧基液黏結(jié)劑。6.注入法黏貼鋼板在混凝土外表與鋼板之間加墊塊等使兩者之間保持一定空隙，并用環(huán)氧樹脂膠泥封閉四周，而后從注入El注入環(huán)氧樹脂。同時排出空隙中的空氣。由于是從一方注入因此容易殘留氣泡，施工時一般用木槌隨時敲打鋼板來確定是否灌實。這種施工法雖然費時，