浅析混凝土桥梁裂缝的种类和产生原因
混凝土桥梁裂缝的种类及成因

混凝土桥梁裂缝的种类及成因摘要从施工材料、施工工艺、环境因素变化、荷载变化及其他因素等方面分析了混凝土桥梁裂缝的种类及其成因,以期为混凝土桥梁的施工提供参考。
关键词混凝土;桥梁;裂缝;种类;成因近年来,随着经济建设的需求,潘集区扶贫开发工作发展迅速,其中包括农田水利基础设施建设。
为此,混凝土桥梁工程建设如火如荼。
但在桥梁建设和使用过程中却出现了一些问题,如裂缝等,对工程质量产生不利影响。
笔者针对混凝土桥梁裂缝的种类及产生原因作简要的分析,以期为控制裂缝寻求可行的方法,达到提高工程质量的目的。
1 施工材料引起的裂缝水泥、砂、骨料、拌合水及外加剂等材料是构成混凝土的主要成分,如果这些材料的质量不合格,则都有可能造成结构产生裂缝。
一是水泥。
如果水泥出厂时受潮或过期,安定性未达标,氧化钙含量超标,含碱量过大,强度不够等,均可造成混凝土开裂。
二是砂石和骨料。
如果砂石粒径比较小、孔隙率过大、级配不合格,会增加水泥和拌合水用量,则对混凝土强度产生影响,使其进一步收缩;特别是不达标的特细砂将对混凝土强度的影响更大。
砂石含有机质和轻物质过量,会使水泥的硬化过程延长,导致混凝土强度下降。
砂石中含有较多的云母,会降低水泥与骨料的粘结力,导致混凝土强度下降。
砂石含泥过多,从而增加了水泥和拌合水量,同时导致混凝土强度、抗冻性、抗渗性等性能下降[1]。
三是拌合水及外加剂。
如果拌合水或外加剂中存在的氯化物等杂质量过高,则会很大程度地影响钢筋锈蚀。
2 施工工艺引起的裂缝混凝土桥梁的施工工艺包括混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装等内容,如果在施工过程中某个工艺出现问题未达标、质量低劣,则比较容易产生各种裂缝[2]。
不同原因造成的裂缝,其出现的部位、走向、宽度不同。
其中比较常见的:一是施工前支架的压实和刚度处理准备不充分,其在浇筑混凝土后不均匀下沉,造成混凝土产生裂缝。
二是混凝土振捣处理时密实度不够且不均匀,存在蜂窝、麻面、空洞等现象,造成钢筋锈蚀从而出现裂缝。
桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及控制措施

桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及控制措施随着桥梁技术的突飞猛进,大体积混凝土在桥梁结构中应用的越来越多。
我国普通混凝土配合比设计规范规定:混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1 m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土;美国则规定为:任何现浇混凝土,只要有可能产生温度影响的混凝土均称为大体积混凝土。
1 桥梁施工中混凝土裂缝类型与产生原因1.1 荷载引起的裂缝混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,主要有直接裂缝、次应力裂缝两种。
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
1.2 温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,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。
在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出荷载应力。
温度裂缝区别其他裂缝最主要特性是将随温度变化而扩张或合拢。
引起温度变化主要因素有:年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。
1.3 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,另外还有自生收缩和炭化收缩。
研究表明,影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。
1.4 地基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。
基础不均匀沉降的主要原因有:地质勘察精度不够、试验资料不准;地基地质差异太大;结构荷载差异太大;结构基础类型差别太大;地基冻胀;桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。
1.5 钢筋锈蚀引起的裂缝要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其應慎重。
浅析桥梁混凝土裂缝原因及预防措施

0 引言桥梁建设中,一般要开展混凝土浇筑处理,及早完成施工工作,为项目建设提供方便[1]。
但在施工中,由于原材料质量管理不严格,浇筑操作流程未得到贯彻执行,养护不全面,极易引起裂缝,限制混凝土项目质量提高,对桥梁建设效果及项目有效运营造成严重影响。
由此,施工企业及施工人员需要提升思想认识,结合裂缝成因,科学采取防治策略,保证桥梁质量,使桥梁正常运营及发挥功能。
1桥梁混凝土裂缝产生原因裂缝作为混凝土建设中的常见病害,其既影响桥梁外形的美观,还将导致施工质量下降,因此需要采用防治策略[2]。
1.1 温度裂缝产生的原因温度裂缝作为最普遍的裂缝种类,其是由温差变化较大造成的。
浇筑混凝土时,因为内外温差大,在混凝土表面极易出现较大的拉应力,当该种应力超出混凝土抗拉强度,会产生裂缝。
另外,混凝土中心热量分散较慢,在内外部极易出现较大温差,也会导致拉应力产生。
如果该种拉应力超出混凝土抗压强度,混凝土则会产生裂缝。
1.2 干缩裂缝产生原因干缩裂缝通常产生在混凝土养护完成后的一段时间,或是混凝土浇筑结束后7 d左右。
由于外部环境较为干燥,内部水分将向外散失,若散失速度很快,则会造成混凝土表面产生明显变形,使混凝土产生从外向内的干缩变形情况,使混凝土表面出现裂缝。
干缩裂缝通常较为细小,表现出表层的平行线状和网状浅细裂缝。
若无法得到及时解决,既影响混凝土结构外形美观,还会使结构承载性能下降。
1.3 收缩裂缝产生原因混凝土硬化前,表层水分流失快,会导致混凝土出现收缩变形,造成混凝土泌水现象,使混凝土处在塑性状态。
若表层阵法流失的水分无法获得及时补给,加之拉应力的影响,就会出现布局不均匀裂缝。
另外,若水泥活性大,混凝土温度太高,水灰比很低,开裂情况会不断加剧,在混凝土表面产生裂缝。
若得不到有效修复与处置,加之水分流失等原因,裂缝量将越来越多,干扰范围也更大,对整个桥梁建设质量也会造成严重影响。
1.4 沉陷裂缝产生原因沉陷裂缝产生的主要原因是因为桥梁基础结构所在的路基土质不均匀,有松软情况或是回填不实、排水受阻等,在基础受长期雨水浸泡作用下,引起不均匀沉降发生,最后造成裂缝,限制桥梁项目建设效果。
桥面混凝土铺装裂缝原因及防治措施

桥面混凝土铺装裂缝原因及防治措施桥面混凝土铺装裂缝是由于多种因素引起的。
以下是15条关于桥面混凝土铺装裂缝的原因及防治措施:1. 温度变化:温度变化是桥面混凝土铺装裂缝的主要原因之一。
温度波动导致桥面混凝土膨胀和收缩,产生裂缝。
防治措施包括使用合适的抗裂混凝土和设置伸缩缝。
2. 车辆荷载:大量车辆通过桥面会给混凝土铺装带来巨大的荷载压力。
长期以来,荷载会导致桥面混凝土产生裂缝。
增加桥面混凝土的强度和厚度是防治措施之一。
3. 桥基沉降:桥基沉降可能导致桥面混凝土发生破裂。
及时修复桥基沉降是防治措施之一。
4. 外部渗透:水分和其他外部物质渗透到桥面混凝土中会引起腐蚀和裂缝。
防治措施包括使用耐腐蚀涂层和做好防水处理。
5. 混凝土质量问题:混凝土的材料和制作过程可能存在问题,导致桥面混凝土易于出现裂缝。
解决措施包括使用质量可靠的混凝土及正确施工。
6. 施工质量问题:施工过程中,如果不符合标准要求,如不充分振捣混凝土,也容易导致桥面混凝土裂缝。
提高施工质量和技术培训是防治措施之一。
7. 水平变位:桥梁下面的土层沉降或隆起,会导致桥面发生水平变位,从而引起裂缝。
加强地基处理和定期检查是防治措施之一。
8. 腐蚀:桥面混凝土受到腐蚀,比如由于化学物质的作用,会导致混凝土表面发生破裂。
使用耐腐蚀材料和定期保养可以预防裂缝的发生。
9. 疏忽的维护:桥面混凝土需要定期维护和修复,如果疏忽不顾,会导致裂缝扩大。
加强维护管理和定期检查是防治措施之一。
10. 风力作用:风力对桥面的压力和摩擦力会使其产生裂缝。
加强桥面结构设计和维护可以减轻风力对桥面的影响。
11. 地震震动:地震震动会导致桥面发生位移和振动,从而引起裂缝。
加强桥梁的抗震性和定期检查是防治措施之一。
12. 破损的伸缩缝:伸缩缝如果破损或没有正常维护,会导致桥面混凝土裂缝。
及时修复和替换破损的伸缩缝是防治措施之一。
13. 设计不当:桥面的设计不合理,如混凝土的配筋不够,会导致桥面混凝土易于产生裂缝。
混凝土裂缝类型

混凝土裂缝类型
混凝土是一种常见的建筑材料,但在使用过程中经常出现裂缝。
混凝土裂缝的类型多种多样,下面将介绍其中一些常见的类型。
1. 抗拉裂缝
- 原因:混凝土的抗拉强度相对较低,容易发生拉伸变形,导
致裂缝的产生。
- 解决方法:使用增加混凝土的抗拉强度的方法,例如添加钢
筋等。
2. 收缩裂缝
- 原因:在混凝土的干燥和硬化过程中,水分会逐渐蒸发,导
致体积收缩,产生裂缝。
- 解决方法:在施工过程中控制混凝土的水分、温度和干燥时间,减少收缩的程度。
3. 热裂缝
- 原因:由于温度变化引起的混凝土体积膨胀或收缩,超出混
凝土的变形能力而产生裂缝。
- 解决方法:在设计和施工中考虑热膨胀系数,并采取适当的措施进行限制和控制。
4. 变形缝裂缝
- 原因:由于混凝土在使用过程中的变形,例如地震、荷载变化等,导致裂缝的产生。
- 解决方法:在设计和施工中设置变形缝,使混凝土能够在变形时有一定的位移和伸缩空间。
以上仅是混凝土裂缝的一部分类型和解决方法,要想更好地处理混凝土裂缝问题,需要综合考虑材料性质、设计要求、施工工艺等方面的因素。
在实际工程中,应根据具体情况进行分析和处理,以保证混凝土结构的安全和可靠性。
混凝土在桥梁建筑中裂缝成因分析

混凝土在桥梁建筑中裂缝成因分析1.施工原因:不合理的施工过程可能导致混凝土的裂缝。
例如,不正确的浇筑方式、振捣不均匀、过早拆模以及温度控制不当等都有可能导致混凝土表面或内部的裂缝。
2.混凝土配合比问题:混凝土中水、水泥、沙土、骨料等比例和质量都会对混凝土的性能产生影响。
如果配合比不合理,可能导致混凝土的强度不均匀,从而引发裂缝。
3.温度效应:温度变化是导致混凝土裂缝的重要原因之一、混凝土受到温度变化的影响会发生热胀冷缩,当受到限制时,就会产生裂缝。
另外,在混凝土施工完成后,环境温度的变化也会对混凝土产生影响,引发裂缝。
4.桥梁结构设计问题:桥梁结构设计中的缺陷或错误也可能导致混凝土裂缝。
例如,桥梁中的主梁、拱桥等结构构件设计不合理、连接不牢固等都有可能引发混凝土裂缝。
5.强度不足:混凝土的强度是桥梁的重要保障,如果混凝土强度不足,就容易出现裂缝。
这可能是由于混凝土配合比问题、施工不当、材料质量不合格等原因导致的。
6.腐蚀和侵蚀:在一些环境中,混凝土可能会受到腐蚀和侵蚀,例如氯离子侵蚀、酸碱腐蚀等。
这些化学物质对混凝土的影响可能导致混凝土的破坏和裂缝。
7.荷载作用:桥梁常受到车辆、行人等荷载的作用,在长期的使用过程中可能会引起混凝土的裂缝。
这些荷载可能超过桥梁设计的承载能力,从而导致裂缝的产生。
以上是混凝土在桥梁建筑中裂缝成因的一些常见原因,需要在桥梁建设中加以注意和控制。
混凝土裂缝的产生会对桥梁的使用寿命和安全造成一定的影响,因此,在桥梁设计、施工和维护过程中,需要综合考虑以上因素,采取适当的措施来防止和修复混凝土裂缝。
混凝土桥梁裂缝的成因及处理办法
混凝土桥梁裂缝的成因及处理办法混凝土桥梁作为交通建筑物中的重要组成部分,在现代交通中具有不可替代的作用。
然而,在使用过程中,混凝土桥梁不可避免地会出现各种问题,其中裂缝问题是最为突出的一种。
本文将对混凝土桥梁裂缝的成因及处理办法进行探讨。
一、混凝土桥梁裂缝的成因1. 设计缺陷。
在混凝土桥梁设计中,设计者会根据桥梁所处的环境、所承受的荷载及其结构和材料等因素进行尺寸和结构上的设计,因此,在设计中出现的错误或缺陷会直接导致桥梁的裂缝。
2. 材料问题。
混凝土桥梁中使用的混凝土、钢筋等材料,如其质量不达标,或者材料质量不均匀等问题,都会导致桥梁出现裂缝。
3. 环境因素。
环境因素也会对桥梁的裂缝产生影响。
例如气候、风、温度等环境因素对桥梁的膨胀和收缩也会造成裂缝。
4. 荷载问题。
混凝土桥梁设计的荷载及使用过程中的重负荷,是造成桥梁裂缝的主要原因。
由于荷载的作用,桥梁可能会发生变形或者振动,使得混凝土产生剪切变形和拉伸变形,这些变形将直接导致桥梁的裂缝产生。
二、混凝土桥梁裂缝的处理办法1. 尽早发现并解决。
对于混凝土桥梁的裂缝,应该尽早进行发现并及时处理。
对于小到1mm的细裂缝,我们可以使用缝修材料进行修补。
而对于更大的裂缝,我们需要进行拆除和重新建造。
2. 修补工艺。
针对不同类型的混凝土桥梁裂缝,我们需要采取不同的修补工艺。
例如,在桥面结构中出现的裂缝可以使用接缝材料、聚氨酯泡沫或水泥砂浆进行修缮。
而对于桥身结构中出现的裂缝,则需要进行扩缝处理。
3. 预防措施。
除了对于已经出现裂缝进行处理之外,我们还应该采取一些预防措施,减少混凝土桥梁裂缝产生的可能性。
例如,在设计和施工中确保合理的材料选择和精密的施工质量;加强日常的检查和维护工作,及时发现问题,防范可能的裂缝问题。
综上所述,混凝土桥梁在使用过程中出现裂缝是非常普遍的现象。
这些裂缝的成因可能来自于设计、材料、荷载和环境等方面的问题。
针对不同形式和不同原因产生的裂缝,我们需要采取合理的处理方法和预防措施,以确保混凝土桥梁的结构完整和安全。
混凝土桥梁裂缝处理的成因与处理方法
混凝土桥梁裂缝处理的成因与处理方法提纲:一、混凝土桥梁裂缝的成因二、混凝土桥梁裂缝的分类三、混凝土桥梁裂缝的处理方法四、混凝土桥梁裂缝处理的技术要点五、混凝土桥梁裂缝处理的案例分析一、混凝土桥梁裂缝的成因混凝土桥梁裂缝通常由以下几个原因引起:1、设计不当。
在设计阶段,可能会忽略桥梁所需要的韧性等因素,导致桥梁的结构不足以承受来自外部的负荷,从而引起裂缝。
2、施工不合理。
施工过程中,可能会存在未及时处理的气泡、水泥含量不足、桥梁预应力维护不当等问题,这些问题可能会导致桥梁裂缝。
3、使用不当。
桥梁在使用过程中,可能会受到车辆、自然灾害等外部因素的影响,从而导致了裂缝的产生。
二、混凝土桥梁裂缝的分类混凝土桥梁裂缝的分类可以按照以下三个维度来进行:1、按照深度分为表层裂缝、中层裂缝和底层裂缝。
2、按照形态分为直线型裂缝、弧形或曲线型裂缝、交叉型裂缝和网格型裂缝等多种形态。
3、按照裂缝的性质分为可塑性裂缝、固定性裂缝和传递性裂缝。
三、混凝土桥梁裂缝的处理方法混凝土桥梁裂缝处理的方法主要有以下几种:1、表层修补。
针对浅表面裂缝,可以采取表层修补的方法,补充缺失的水泥砂浆,同时保证与原始水泥砂浆的相容性。
2、裂缝注浆。
对于较深的裂缝,可以采取注浆的方式进行处理。
这种方法可以使沙浆充分填充裂缝,增强混凝土的强度和韧性。
3、拼缝处理。
对于一些混凝土桥梁中的长、宽比较大的裂缝,可以采取拼缝的方式进行处理。
这种方法可以使得桥梁的结构更加牢固。
4、裂缝密封。
对于一些较细的表面裂缝,可以采取裂缝密封的方法进行处理,这种方法可以很好地保护桥梁不受水汽腐蚀。
四、混凝土桥梁裂缝处理的技术要点混凝土桥梁裂缝处理的技术要点包括:1、混凝土桥梁裂缝处理前,需要对桥梁进行彻底的检查和评估。
只有充分了解桥梁的实际情况, 才能选择合适的处理方法。
2、在进行混凝土浇注前,需要对模板表面进行充分的清理,确保模板表面干净、光滑,并涂抹适当的脱模剂。
混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因
混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因摘要:近年来,随着工业化、城镇化进程的加快,我国交通基础设施建设发展飞快,全国建设和施工了许多混凝土桥梁,混凝土桥梁在施工和使用中产生的裂缝一直是混凝土桥梁中的常见问题,也是一个很难解决的实际问题。
如果我们不能处理好混凝土裂缝,这将产生严重后果。
但是,如果在实际运行中采取一些措施改变设计和施工,就会造成许多由裂缝引起的问题,得到充分的克服和控制。
为了加强对混凝土的认识,进一步进行学习,利用自己的知识和专业能力避免工程中产生大裂缝对混凝土桥梁造成破坏,本文分析了混凝土桥梁裂缝的类型和成因,阐述并提出了相对应的能够进行控制的技术方案和预防措施,从而使设计者和设计人员能够很容易地找到一种实用的方法来控制裂缝,防止事故的发生。
关键词:混凝土,桥梁,施工1混凝土桥梁裂缝产生的原因1.1水泥由于水泥材料的种类、涂层和用量不同,这些不同因素的产生都会导致裂缝的发生。
结果表明,当混凝土的收缩张力明显增大,裂缝的可能性增大。
所以,混凝土桥梁裂缝的产生主要有三个原因。
(1)当水泥过了保质期的时候,或者过分湿润的时候,水泥出厂时强度不够,将导致混凝土强度不足,混凝土浇筑后就会产生混凝土裂缝等各种质量问题。
(2)水泥的稳定性达不到一定的标准和要求。
如果水泥中游离氧化钙含量超过一定的标准,在凝结过程中氧化钙会缓慢回缩,凝结后水泥的水化也会起作用,对已经实现硬化的水泥混凝土进行一定程度的破坏,同时就会降低混凝土的抗拉强度。
(3)在水泥碱含量较高的情况下,当粗骨料与碱性活性物质一起使用时,碱性骨料会发生反应并出现裂缝。
水泥砂、石骨料砂、石骨料是混凝土的重要组成部分,而导致混凝土桥梁出现裂缝的原因主要有以下三种:(1)砂石含有大量泥,水泥、搅拌机和水的用量增加,混凝土强度和抗渗透性、抗冻性降低。
(2)由于砂石分选不良、粒径过小、孔隙率大、混合比增加、水和水泥利用率增加,混凝土强度受损。
(3)如果当整个砂土之中,含有过多的轻质物和有机物,水泥的硬化时间就会逐渐减慢,那么相对来说,混凝土的强度就会降低。
关于道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因分析与防治措施
关于道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因分析与防治措施混凝土桥梁工程是道路交通建设中重要的一部分,因其承载能力强、耐久性好而备受青睐。
然而在混凝土桥梁施工过程中,常常会出现裂缝问题,影响工程质量和安全性。
本文将从混凝土裂缝成因分析和防治措施两个方面探讨这一问题,希望能对混凝土桥梁工程建设提供一定的参考和指导。
一、混凝土裂缝成因分析1. 材料问题混凝土裂缝的成因之一是材料质量问题。
混凝土的成分、配比以及搅拌均匀程度等都会对混凝土的质量产生影响。
如果混凝土配比不当,水灰比过大或者拌和不均匀,都会导致混凝土的裂缝问题。
2. 温度影响在混凝土施工过程中,温度的变化也会对混凝土产生影响。
夏季高温天气下,混凝土表面的温度迅速升高,而内部却处于相对较冷的状态,这种强烈的温度差异会导致混凝土产生收缩应力,从而引起裂缝。
3. 施工工艺施工工艺也是影响混凝土裂缝的一个重要因素。
例如浇筑的方式、养护期的管理等都会影响混凝土的质量。
如果浇筑时振捣不充分或者养护不到位,都会造成混凝土内部应力积聚,从而诱发裂缝问题。
4. 外部荷载混凝土桥梁在使用过程中还会受到外部荷载的作用,这也是混凝土裂缝的成因之一。
车辆的频繁行驶会给桥梁施加挤压、拉伸等力,从而引起混凝土的裂缝。
二、混凝土裂缝防治措施1. 加强材料质量管理混凝土裂缝问题的成因之一是材料质量问题,因此加强材料质量管理是一个有效的防治措施。
在混凝土施工前,需要对原材料进行检测和筛选,确保符合要求的材料进入施工环节。
2. 控制施工温度在施工过程中,需要合理控制施工温度,避免因温度变化引起的混凝土裂缝问题。
采取遮阳措施、采用低温混凝土等方式,可有效控制施工温度。
4. 加强结构设计在混凝土桥梁设计中,需要考虑并加强结构设计,提高混凝土桥梁的抗裂性能。
采用合理的结构形式和配筋措施,可以有效减少混凝土裂缝问题的发生。
5. 增加支护设施加强混凝土桥梁的支护设施,可以有效分散外部荷载对桥梁的影响,减少混凝土裂缝问题的发生。
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混凝土工程
204 2015年30期
浅析混凝土桥梁裂缝的种类和产生原因
杨婧
陕西省交通厅基本建设工程质量监督站,陕西西安 710075
摘要:桥梁裂缝是工程中的常见问题,裂缝控制不好将严重影响桥梁的质量和使用寿命。
本文阐述了混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因,以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法。
关键词:裂缝;应力;荷载;温度
中图分类号:U445.71 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)30-0204-01
在桥梁建造和使用过程中,桥梁出现裂缝而影响工程质量的情况屡见不鲜。
混凝土有很好的抗压能力,但是抗拉能力差,且易受温度影响,在热胀冷缩下也容易产生裂缝。
混凝土构件不出现裂缝工作仅是理想状态,在工程实践中,所有的混凝土构件都是带裂缝工作的。
在外界各种因素的作用下,混凝土构件的裂缝可能会不断扩展,导致桥梁耐久性降低缩短使用寿命。
在设计和施工中若采取一定措施,很多裂缝是可以克服和控制的。
桥梁混凝土裂缝的种类及其产生的原因,大致可划分如下几种:
1 荷载引起的裂缝
荷载裂缝包括直接应力裂缝和次应力裂缝两种,直接应力裂缝是指外荷载作用下引起的直接应力产生的裂缝,外荷载包括常规的静载和动载,次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
1.1 直接应力裂缝产生的原因
1.1.1 设计阶段
实际受力大于设计荷载,采用设计荷载进行计算,造成桥梁内力计算及配筋与实际不符,比如频繁的车辆超重情况,桥梁的承载能力低于实际所承受的荷载;计算模型不合理,结构计算时有些受力部分被漏算;个别设计断面不足或钢筋布置不合理。
1.1.2 施工阶段
在养护期未结束时不按规范存放梁板;不按照梁板受力规律,对梁板随意起吊、翻身、安装,造成梁板承受设计范围外的荷载;混凝土配合比没有经过严格控制,与设计合理值出入;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,使结构受力模式改变;没有验算机器振动下的疲劳强度等。
1.1.3 使用阶段
现代社会经济日益发展,交通流大幅增加,超出桥梁实际承载能力的重型车辆经过桥梁时,造成桥梁承载超出极限值,桥梁破坏裂缝逐渐产生;另外,桥下过往船只对大桥的意外碰撞,突发的不可抗力,如:大风、大雪、地震、爆炸等也会对桥梁产生比较大的影响。
1.2 次应力裂缝的产生原因
是指由外荷载引起的次生应力导致的裂缝。
受力构件挖孔后,孔洞周围会产生应力集中,应力超过混凝土的抗拉极限,混凝土产生次应力裂缝;在长跨预应力连续梁中的锚头处,会产生应力集中导致混凝土裂缝;另外,结构在实际受力情况下受到一些设计中没有考虑到的外力,可能导致混凝土裂缝。
2 温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土发生的变形受到约束,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。
在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力。
混凝土温度裂缝的主要特征是会随着温度的变化裂缝扩张或合拢。
年温差、日照温差、骤然降温、水化热、蒸汽养护等都会引起温度裂缝的产生。
2.1 年温差
年温差会导致桥梁纵向位移较大,一般可通过设置桥面伸缩缝、支座位移或柔性墩等构造措施来消除纵向位移的影响,但是当结构纵向位移位移未能通过措施全部消除而受到限制时,结构内部会产生应力继而引起温度裂缝。
2.2 日照
桥面板、主梁或桥墩受强烈阳光的曝晒,受到曝晒的这一面温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。
而构件本身又受到位移约束作用从而在局部产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土出现裂缝。
2.3 水化热
混凝土浇筑之后由于水泥水化放热,热量在混凝土内部越积越多温度不断上升,致使混凝土表面凉内部热,混凝土内部膨胀高于外部,外部混凝土对内部会产生约束,因此混凝土表面受到拉应力,当拉应力超过抗拉强度混凝土表面便出现裂缝。
3 收缩引起的裂缝
在实际工程中,收缩所引起的混凝土裂缝是最常见的。
在混凝土收缩种类中,塑性收缩和干缩是引发混凝土体积变形从而导致裂缝的最主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。
3.1 塑性收缩
在施工过程中,混凝土尚未硬化时的失水收缩称为塑性收缩。
混凝土浇筑后4~5小时水泥水化反应最激烈,分子链正在形成中,混凝土出现泌水现象,水分急剧的蒸发,骨料在自重作用下下沉,在下沉过程中若遇到钢筋便会受到约束,很容易形成沿钢筋方向的裂缝。
3.2 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,称为缩水收缩俗称干缩。
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干缩。
4 地基基础变形引起的裂缝
桥梁的基础竖向产生不均匀沉降或水平方向的不均匀位移,不均匀的位移使地基约束结构从而产生附加应力,附加应力如果超出混凝土结构的抗拉能力,结构便会开裂。
基础不均匀沉降的主要原因有:
地质真实情况没有勘察精确时便想当然草率展开设计或者施工,对异常情况不能及时采取设计或者施工中的相应解决措施,结构在实际施工或者使用过程中出现地基不均匀沉降现象。
地基地质差异大。
在山区沟谷地段,河沟处的地质情况与山坡处的有很大区别,在河沟中可能还存在有软弱地基,在这样的地形中建造的桥梁,,地基土的压缩性能有很大区别,由此也会出现地基的不均匀沉降。
地基冻胀。
地基的冻融也会造成不均匀沉降。
在冰点以下时,含水率较高的地基土因冰冻体积会膨胀,温度回升到冰点以上时,被冰冻的土又会融化,地基松软发生下沉,从而造成地基的不均匀下沉。
5 冻胀引起裂缝
大气气温降到冰点以下时,混凝土中的水分冻结,水分的体积膨胀 9%,混凝土产生膨胀应力。
在桥梁混凝土施工中,针对混凝土裂缝形成的原因进行科学分析,针对性地采取多种有效的措施,选好水泥品种、种类,控制水泥用量,选用良好级配的骨料,加强混凝土浇筑后的养护,优化配合比等各种措施,可以很好地预防混凝土裂缝产生。
在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,也是十分重要的环节。
参考文献
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