分析桥梁混凝土裂缝的成因.docx

分析桥梁混凝土裂缝的成因桥梁混凝土结构工程的裂缝是一个带有普遍性且被工程界很为关注的问题。桥梁混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。以下分析了桥梁混凝土裂缝的种类，产生的原因及相应的处理措施。1、荷载引起的裂缝桥梁混凝土在常规静、动荷载作用下产生的裂缝称荷载裂缝，裂缝产生的原因有：HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/20171114/102924.html"\h（1）设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够；结构设计时不考虑施工的可能性；设计图纸交代不清等。（2）施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式等。（3）使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。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。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化而导致裂缝产生的主要因素有：（1）年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可采取桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。（2）日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。（3）骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度，从而导致产生温度裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。（4）水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥用量，降低骨料入模温度，减小内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热。（5）蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。这种裂缝的产生在北方地区比较常见，在冬季混凝土施工中要尽量注意避免。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，塑性收缩和干缩是发生混凝土体积变形的主要原因。塑性收缩——发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5h，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因为此时混凝土尚未硬化，所以称为塑性收缩。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。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。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：（1）水泥品种、强度等级及用量。水泥品种、强度等级及用量将直接影响到混凝土的收缩大小。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。（2）骨料品种。骨料的吸水性、含水量和粒径大小直接影响混凝土的收缩大小。（3）水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。（4）外加剂。外加剂保水性越好，则混凝土收缩越小。（5）养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温相对较低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。（6）外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。（7）振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不