淺析橋梁裂縫產(chǎn)生原因

1、淺析橋梁裂縫產(chǎn)生原因混凝土橋梁裂縫種類、成因復(fù)雜而繁多，各種因素相互影響作用。已經(jīng)成為 橋梁設(shè)計、施工中急待解決的問題。標(biāo)簽：荷載 溫度變化 基礎(chǔ)變形 施工工藝質(zhì)量一、概述近年來，我省交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(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，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量屢見不鮮。混凝土開 裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。其實，如果采 取一定的設(shè)計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。二、分析原因?qū)嶋H上，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每 一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因?；炷翗蛄毫芽p的種類，就其產(chǎn)生 的原因，

2、大致可劃分如下幾種：（一）荷載引起的裂縫混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來 主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。產(chǎn)生的原因有：1、設(shè)計計算階段，結(jié)構(gòu)計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理，結(jié)構(gòu) 受力假設(shè)與實際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計算錯誤；結(jié)構(gòu)安全系 數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮施工的可能性；設(shè)計斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置 錯誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)；設(shè)計圖紙交代不清等。2、施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點， 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)

3、施工順序，改 變結(jié)構(gòu)受力模式；不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。3、使用階段，超出設(shè)計載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊; 發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。產(chǎn)生的原因有：1、在設(shè)計外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或 計算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。例如兩鉸拱橋拱腳設(shè)計 時常采用布置“刪岡筋、同時削減該處斷面尺寸的辦法設(shè)計鉸，理論計算該處 不會存在彎矩，但實際該鉸仍然能夠抗彎，以至出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致鋼筋銹蝕。2、橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計算中難以用準 確的圖式進行模擬計算，一般根

4、據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔 后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長跨預(yù)應(yīng) 力連續(xù)梁中，經(jīng)常在跨內(nèi)根據(jù)截面內(nèi)力需要截斷鋼束，設(shè)置錨頭，而在錨固斷面 附近經(jīng)?？梢钥吹搅芽p。因此，若處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突 變處、受力鋼筋截斷處容易出現(xiàn)裂縫。（二）溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將 發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強 度時即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應(yīng)力可以達到甚至超出活載應(yīng) 力。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度

5、 變化主要因素有：1、年溫差。一年中四季溫度不斷變化，但變化相對緩慢，對橋梁結(jié)構(gòu)的影 響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移，一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設(shè)置柔性墩 等構(gòu)造措施相協(xié)調(diào)，只有結(jié)構(gòu)的位移受到限制時才會引起溫度裂縫，例如拱橋、 剛架橋等。我國年溫差一般以一月和七月月平均溫度的作為變化幅度?？紤]到混 凝土的蠕變特性，年溫差內(nèi)力計算時混凝土彈性模量應(yīng)考慮折減。2、日照。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位， 溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂 縫。日照和下述驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)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

6、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然 下降，但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(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)范或參考實橋資料進行，混凝土彈性模量不考慮折減。（三）地基礎(chǔ)變形引起的裂縫由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混 凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)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)勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質(zhì)情況就設(shè)計、 施工，這是造成地基不均勻沉降的主要原因。比如丘陵區(qū)或山嶺區(qū)橋梁，勘察時 鉆孔間距太遠，而地基巖面起伏又大，勘察報告不能充分反映實際地質(zhì)情況。2、地基地質(zhì)差異太大。建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質(zhì)與山坡處變 化較大，河溝

7、中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降。3、結(jié)構(gòu)荷載差異太大。在地質(zhì)情況比較一致條件下，各部分基礎(chǔ)荷載差異 太大時，有可能引起不均勻沉降，例如高填土箱形涵洞中部比兩邊的荷載要大， 中部的沉降就要比兩邊大，箱涵可能開裂。4、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)，或同時采用樁基礎(chǔ)但樁徑或樁長差別大時，或同時采用擴大基礎(chǔ)但基底 標(biāo)高差異大時，也可能引起地基不均勻沉降。（四）施工工藝質(zhì)量引起的裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)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(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、 水平的、表面的、深

8、進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。 裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型常見的有：1、混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋 保護層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。2、混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或 其它荷載裂縫的起源點。3、混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬 化后沉實過大，容易在澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，既塑性收縮裂縫。4、混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低， 使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。5、混凝土初期養(yǎng)護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī) 則的收縮裂縫6、用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥用量，或 因其它原因加大了水灰比，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加，使得混凝土體積 上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。三、總結(jié)一座橋梁從建成到使用，牽涉到設(shè)計、施工、監(jiān)理、運營管理等各個方面。 由上述可知，設(shè)計疏漏、施工水平低下、監(jiān)理監(jiān)督不力，以及外界自然條件的變 化均可能使混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫。所以做為工程項目的參建各方應(yīng)加強崗位責(zé)任 管理制度、加強監(jiān)督管理、加強驗收制度，嚴格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準進 行設(shè)計、施工和監(jiān)理，是