桥梁混凝土裂缝研究和施工控制技术

《桥梁混凝土裂缝研究和施工控制技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、桥梁混凝土裂缝研究和施工控制技术　　摘要：本文就桥梁施工中混凝土结构常见产生的裂缝及其形成因素进行分析并针对性的提出具体的控制措施。关键词：桥梁施工；混凝土结构；裂缝；控制措施中图分类号：U445文献标识码：A一、桥梁混凝土结构常见裂缝及其产生原因由于混凝土结构造价低、施工方便等特点在现代桥梁工程建设中已经占据了非常重要的地位。不论是铁路工程、公路工程还是其它工程建设，钢筋混凝土的应用可以说是无处不在。但目前混凝土结构物裂缝问题在混凝土工程建设中带有一定普遍性。而混凝土结构的破坏和建筑物的倒塌，大多也都是基于从这些结构裂缝的扩展开始而

2、引起的。而从近代建筑结构专业基于混凝土工作的理论研究及工程实践证明，混凝土结构裂缝是不可避免的，只要确保将裂缝及其有害程度控制在一定范围之内，就能确保混凝土结构不会受到破坏并确保混凝土结构的耐久性和安全性。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，就其产生的原因，大致可划分如下几种：1.荷载引起的裂缝7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。如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

3、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。如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。另外，在长跨预应力连续梁中，经常在跨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。2.温度与收缩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。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最

4、主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。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。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。3.地基础变形引起的裂缝7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。桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变

5、形加大。在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉，同时对基础的上浮力减小，负摩阻力增加，基础受荷加大。4.钢筋锈蚀引起的裂缝由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使

6、得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。5.冻胀引起的裂缝7大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在-78度以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%～50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和

7、混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。6.施工材料质量及工艺引起的裂缝混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。二、确保桥梁混凝土结构质量及其裂缝控制的措施1.采用切实可行的施工工艺7简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一

8、个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高