混凝土箱梁桥开裂机理分析及防治

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1、混凝土箱梁桥开裂机理分析及防治：混凝土桥梁结构的裂缝不可避免，裂缝给桥梁的安全埋下了隐患。本文对混凝土箱梁桥的开裂机理进行了分析，提出了相应的裂缝防治措施，将裂缝控制在一定的限度内，使其对结构的危害降到最低。　　关键词：混凝土桥裂缝成因防治　　1、引言　　钢筋混凝土和预应力混凝土箱梁已成为桥梁工程中最常用的结构形式之一。它的闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬臂施工的桥梁犹为有利。顶底板都具有大的面积，能有效地抵抗正负弯矩并满足配筋需要，具有良好的动力特性和小的收缩变形值。但是，由于混凝土材料抗

2、拉强度低、箱梁结构空间受力复杂，部分箱梁桥设计、施工中存在缺陷，使其在施工和运营使用过程中，出现各种形式的裂缝。因此，为了使桥梁更加安全可靠，本文对混凝土连续箱梁桥的开裂机理及防治措施进行了分析。　　2、混凝土箱梁桥开裂机理分析　　混凝土产生裂缝的主要原因是外力的作用或变形受到制约，从混凝土的浇筑到使用的整个过程中，都可能产生裂缝。某些裂缝只影响桥梁结构的整体性和耐久性，有的裂缝却对结构的安全造成危害。混凝土桥梁的裂缝就其产生的原因，大致可划分如下几种：　　2.1荷载引起的裂缝　　混凝土桥梁在常规静、

3、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。裂缝根据荷载形式和作用位置的不同而不同，并且多出现在受拉区、受剪区及局部应力集中区。　　直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力超过混凝土抗拉强度产生的裂缝。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。　　2.2变形引起的裂缝　

4、　2.2.1收缩徐变引起的裂缝。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。　　在长期的荷载作用下，混凝土会因为施加的荷载而发生缓慢的变形（徐变），从而引起混凝土的开裂。　　2.2.2地基变形引起的裂缝。地质勘察精度不够、地基地质差异太大、结构荷载差异太大、结构基础类型差别大、桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质等，这些是造成基础不均匀沉降的主要原因。基础竖向不均匀沉降或水平方向位移

5、，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，最终导致结构开裂。　　2.2.3温度应力裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超过混凝土抗拉强度时，即产生裂缝。　　2.3施工及现场养护引起的裂缝　　混凝土箱梁施工中，材料的选用及质量控制不当，是造成裂缝产生的主要因素。

6、　　2.3.1材料选用不当。选用的水泥强度不足，受潮或过期，可能使混凝土强度不足而产生裂缝；水泥含碱量较高（超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。粗、细骨料造成混凝土开裂的主要原因是有害杂质和自身强度以及化学成分。　　2.3.2施工工艺及质量。若施工工艺不合理、施工质量低，容易产生各个方向的裂缝，特别是细长薄壁结构。　　混凝土浇筑过快、施工时拆模过早、预制拼装不恰当等都可能产生裂缝。　　2.3.3混凝土的养护。混凝土浇筑完成后即进行养护，能促进硬化作用得以充分发挥，防止干缩裂

7、缝的出现。在施工中一般采用覆盖、洒水等方法，使混凝土表面保持绝对湿润，防止混凝土时干时湿，致使顶板开裂。对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间不得少于7d，对于有抗渗要求或设计有明确要求的混凝土，养护时间不得少于14d。养护是使混凝土正常硬化的重要手段。　　3、裂缝防治措施　　3.1荷载裂缝的控制　　配置合理的纵横向钢筋，确保结构有足够的抗剪和抗扭钢筋，可在局部地区配置普通钢筋X加强受力，配置横向的预应力钢筋及普通钢筋来加强或改善结构的横向受力。　　3.2变形裂缝的控制　

8、　3.2.1收缩裂缝的控制。施工时控制水灰比，不宜长时间的搅拌，下料不能太快，保证振捣密实，还要注意及时的进行养护。　　3.2.2基础裂缝的控制。不同的地基在相同的荷载下，下沉不一样，因此不同的地基上不要采用同一种类型的基础。地质勘查必须准确和完备。　　3.2.3温度裂缝的控制。箱梁混凝土结构受气温变化和日照辐射的作用，会在混凝土内部产生较大的温度梯度，当结构温差变形受到约束时，会产生温度应力。因此，在进行混凝土箱梁设计时，必须充分估算温差变形引起的温度