浅谈混凝土桥梁裂缝的成因.doc

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1、浅谈混凝土桥梁裂缝的成因作者：蒙春宇  来源：广西城乡规划设计院【摘要】混凝土已成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料，尤其在桥梁工程上使用很多，但混凝土开裂问题一直困扰桥梁工程技术人员，文章就混凝土裂缝的种类和产生原因做出分析、总结。　　【关键词】混凝土桥梁；裂缝；成因　　混凝土因其取材广泛、价格低廉，抗压强度高、耐火性好、不易风化、养护费用低，成为使用最广泛的建筑材料。混凝土最主要的缺点是：抗拉能力差，容易开裂。在混凝土桥梁建造和使用过程中，混凝土开裂问题经常困扰着桥梁工程技术人员。本文主要对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作出分析、总结，方便设计、施工找出

2、控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。　　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。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：　　一、荷载引起的裂缝　　混凝土桥梁在常规静、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。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：　　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；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够等。　　2．施工阶段，不加限制

3、地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，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；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。　　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。　　次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：　　1．在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。　　2．桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以准确进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋

4、，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。　　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。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。　　荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸

5、偏小。　　二、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。引起温度变化主要因素有：　　1．年温差。　　2．日照。　　3．骤然降温。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。　　4．水化热。　　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。　　三、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

6、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。　　塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右，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，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。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。　　缩水收缩（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（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

7、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。　　自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应而发生的体积变化。　　炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩一般不做计算。　　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。　　四、地基础变形引起的裂缝　　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：　　1．地