阐述桥梁裂缝产生原因与加固方法.pdf

阐述桥梁裂缝产生原因与加固方法

一、桥梁裂缝产生的原因

（一）因混凝土体自身的温度与外部环境存在温度差异，从而使混凝土结构
产生不均匀的收缩，从而出现裂缝。引起混凝土温度裂缝的因素有：（1）水化
热，因早期混凝土构件被模板等材料隔离，水泥产生的水化热不能马上散发到周
围空气中，使得混凝土构件的自身温度升高，产生严重的温度梯度而引起裂缝生
成；（2）日照，桥梁构件施工后，部分结构的表面受到阳光的暴晒而使其温度
明显高于周边没有受到阳光直射的部位，也会在混凝土内部产生非线性分布的温
度梯度，出现局部拉应力过大的现象，最终导致裂缝产生；（3）降温，施工期
间外部温度突然下降，会加速混凝土结构表面温度的下降，但其内部温度下降较
慢，也会形成温度梯度而在内部产生应力，超过混凝土的抗拉强度便形成裂缝；
（4）养护措施不当导致混凝土骤冷骤热，使得内外温度不均匀而出现裂缝。

（二）塑性裂缝。由于混凝土中较重的颗粒在重力作用下出现下沉，水泥浆
相应的上浮，这种作用受到模板拉杆或钢筋的约束时便会产生裂缝。

（三）荷载引起的裂缝。具体表现在：1.弯曲裂缝，当桥梁的混凝土构件受
到弯曲应力时，弯曲裂缝便在弯矩最大的截面的混凝土受拉区出现。桥梁梁板的
正弯矩裂缝多在跨中出现，荷载逐步增大后，裂缝区域也逐渐向两侧发展，并且
裂缝的宽度增大，数量也增多；2.剪切裂缝，桥梁受剪应力最大，如支座附近，
这种裂缝也是从下部开始，沿轴线成25°～50°的角度裂开，外部荷载增大后，裂
缝区逐渐向跨中方向扩散，裂缝缝数不断增多并分岔；3.扭曲裂缝，桥梁的混凝
土构件在扭曲作用下，会出现很多条沿45°方向倾斜的裂缝，导致混凝土保护层
脱落，使得钢筋承担了大量的扭矩，直至钢筋滑动时构件完全破坏；（4）断开
裂缝，荷载作用导致的受拉构件产生的裂缝都沿其正截面方向出现，当受拉构件
在内力较小时，钢筋和混凝土能够承受住这种拉力，但随着内力逐渐增大，钢筋
应力达到流动极限，裂缝宽度也逐渐增大，危及桥梁的结构安全。

（四）钢筋锈蚀引起裂缝。桥梁的钢筋混凝土构件的施工质量较差，使得钢
筋保护层厚度不够，或者保护层发生碳化而降低钢筋周围混凝土碱度，钢筋周围
氯离子增加而破坏其表面的氧化膜，水分和空气进入，铁离子发生锈蚀反应，生
成氢氧化铁使钢筋锈蚀。
二、桥梁裂缝的防治措施

（一）对材料的控制

材料对于工程的质量有着非同一般的意义，无论多先进的施工技术，一旦材
料出问题，那么后果就无法挽回。施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施
工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行外，对原材料（钢筋、水泥、砂、
碎石、水等）都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验，在高
温或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土
的施工质量。

（二）对温度的控制

对于温度控制，给出以下的建议：改善骨料级配，采用干硬性混凝土、加添
加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混
凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝
土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理拆模时间，气温骤降时进行表面保温，
以免混凝土表面发生急剧温度变化；施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁
结构，在寒冷季节采用保温等措施。合理分缝分块，避免基础过大起伏；合理安
排施工工序，避免过大高差和侧面长期暴露。另外，改善混凝土的性能，提高抗
裂能力，防止表面干縮。特别是保证混凝土质量对防止裂缝十分重要。应特别注
意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。因此施工中
应以预防其贯穿性裂缝的发生为主。

（三）非结构性裂缝防止措施

防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施工，
对支架进行全面预压以消除非弹性变形；硅中加减水剂减少硅泌水，确保混凝土
保护层厚度、混凝土施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有：加强早
期混凝土养护以降低混凝土中水分蒸发速率，方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵
等浇水湿润养护。防止温差裂缝的措施有合理安排浇筑顺序及浇筑速度，在混凝
土浇注过程中消除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温，冬季施工时混凝土表
面应覆盖保温。防止干缩裂缝的措施有设计时布设足够的控制裂缝的分布筋，施
工配合比设计时减小水灰比，尽量增加骨料用量、在骨料级配许可的情况下尽量
增大骨料粒径，施工完成后加强混凝土的湿润养护。防止龟裂的措施有配合比设
计时水泥用量不宜过多，振捣要密实而不过振，混凝土表面泌水及浮浆要及时清
除并注意及时养护。
（四）施工过程的控制：

（1）加强钢筋施工质量控制，钢筋间距应均匀，合理布置钢筋接头位置，
保护层采用统一垫块，垫块位置、间距应合理，并有效固定，应根据负筋直径设
置