桥梁墩、台混凝土裂缝的成因分析

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1、桥梁墩、台混凝土裂缝的成因分析　　(中铁六局呼和浩特铁建公司，内蒙古呼和浩特010050) 　　摘要：本文结合笔者施工实践，对桥梁墩、台混凝土裂缝的种类、产生的原因及防治措施作了粗浅的分析、总结，以方便施工找出防治裂缝的可行办法。 　　关键词：混凝土；裂缝；桥梁墩；桥梁台；混凝土裂缝 　　中图分类号：U445.55＋9文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)01—0102—02 　　近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁的建造和使用过程中，混凝土墩台身出现裂缝是比较常见的

2、，可以说是“常发病”和“多发病”。 1混凝土裂缝的危害 　　桥梁墩、台混凝土裂缝，是施工中较常见的质量问题。它既不属于蜂窝、麻面、孔洞，也不属夹渣露筋，往往会被施工人员所轻视。实际上它不仅影响桥梁墩、台混凝土外观，而且如果裂缝持续发展不加处理，就会使墩、台的安全系数大大降低，墩、台抵抗外力的能力及寿命会大打折扣。所以对桥梁墩、台混凝土裂缝问题，万不可轻视。 2混凝土裂缝种类、成因 　　桥梁墩、台混凝土裂缝产生的原因很多，笔者认为主要有温度变化引起的裂缝、收缩引起的裂缝、地基变形引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施

3、工材料质量引起的裂缝、施工工艺质量引起的裂缝。 2.1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。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。引起温度变化主要因素有： 　　2.1.1年温差。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相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝

4、，例如拱桥等。 　　2.1.2日照。混凝土结构的某一面受太阳曝晒后，温度明显高于其他部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，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。 　　2.1.3骤然降温。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，从而产生裂缝。 　　2.1.4水化热。出现在施工过程中，绝大部分墩台属于大体积混凝土(厚度超过2.0m)，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

5、。 　　2.1.5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。 2.2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。 　　2.2.1塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5h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。

6、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。 　　2.2.2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。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的部位(超过3%)例如耳墙挡碴槽，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。 　　2

7、.2.3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，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的(即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土)，也可以是负的(即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。 　　2.2.4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。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。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。 2.3地基础变形引起的裂缝 　　由于

8、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。基础不均匀沉降的常见情况是没有认真了解基底地质情况，没有认真对基底承载力进行实验检测，没有根据将现场实际地质状况与设计图纸进行比对就盲目施工。 2.4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