混凝土桥梁裂缝的研究及处理办法

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1、混凝土桥梁裂缝的研究及处理办法摘要：混凝土桥梁的裂缝问题一直是困扰人们的难题，本文分析了混凝土桥梁的成因，以及处理办法。关键词：桥梁裂缝；成因；处理办法一、混凝土桥梁裂缝成因就其产生原因可以分为以下几种1、荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静、动荷载以及次应力下产生的裂缝，称为荷载裂缝，荷载裂缝特征根据荷载的不同而呈现出不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区。但必须指出，如果受压区出现起皮或者有沿受压方向的断裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因多是结截面尺寸偏小。1:直接应力裂缝直接应力裂缝是指外荷载引

2、起的直接应力超过了《桥规》的规定值后产生的裂缝，这类裂缝一般是沿着直接应力的方向产生。裂缝产生的原因一般有以下几种：①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。结构设计时不考虑施工的可能性：设计断面不足：钢筋设置偏少或设置错误；结构刚度不足；构造处理不当；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，随意将材料翻身、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

3、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。2:次应力裂缝。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时没有考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“ｘ”，形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。②桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规

4、计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预应力混凝土连续梁中，经常在跨区内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，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常见原因。次应力裂缝多届张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅按常规一般不计算，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。例如现在

5、对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算。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，如转角处做成圆角，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。2、变形引起的裂缝近年来大量裂缝的出现，并非与荷载作用有直接关系，通过大量的调查与实测研究证明，这种裂缝是由于变形作用引起，包括温度变形（水泥的水化热、气温变化、环境生产热），收缩变形（塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩）及地基不均匀沉降（膨胀）变形等。由于这些变形是由于受到约束引

6、起的应力超过混凝土的抗拉强度而导致的裂缝，所以统称“变形作用引起的裂缝”。钢筋混凝土桥梁结构变形裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：（1）温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形受到约束，则在结构内部将产生温度应力和温度应变。引起温度变化主要因素有：①年温差影响：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，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施来处理，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

7、架桥等。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。②日照影响：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。由于受到自身约束的作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。③骤然降温影响：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。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水化热影响：这种裂缝出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过２．

8、０ｍ）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，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。