關(guān)于混凝土橋梁裂縫的種類及成因的探討

1、<p>　　關(guān)于混凝土橋梁裂縫的種類及成因的探討</p><p>　　【摘要】隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，全國各地修建了大量的混凝土橋梁，然而橋梁裂縫的出現(xiàn)，不但影響了橋梁本身功能的發(fā)揮，還降低了安全性能以及橋梁本身所體現(xiàn)的美感，本文主要對混凝土橋梁裂縫出現(xiàn)的種類與成因進行了探討，以供大家參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】交通 混凝土橋梁裂縫成因種類 </p>

2、<p>　　[ Abstract ] along with our country the development of traffic, the country built a large number of concrete bridges, however the bridge cracks appeared, not only affect the function of the bridge itself, but

3、 also reduce the safety performance and the bridge itself embodies beauty, this paper focuses on the concrete bridge crack types and genesis, for your reference. </p><p>　　[ Key words ] traffic, concrete bri

4、dge, crack, types </p><p>　　中圖分類號TU377文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　前言： </b></p><p>　　在當(dāng)今世界的建筑結(jié)構(gòu)中，混凝土建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛，其根本原因是混凝土取材相比其它材料更為廣泛，而且具有比較明顯的價格優(yōu)勢，另外它可以澆注的形狀比較多，耐火性能比較好還不容

5、易被風(fēng)化，養(yǎng)護費用低廉等優(yōu)點，所以得到了大多數(shù)建設(shè)者的認(rèn)可；但它也有應(yīng)當(dāng)引起注意的缺陷，那就是在抗拉性能方面比較差，很容易開裂。混凝土橋梁在使用過程中，各構(gòu)件都是帶縫工作的，有些裂縫很細小，危害程度也很小，并不影響橋梁構(gòu)件的安全和使用。有些裂縫的出現(xiàn)則是在化學(xué)因素、外界物理和和荷載的作用下產(chǎn)生的，這種裂縫如果不斷的產(chǎn)生和擴展，會對橋梁工程質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，甚至造成跨塌事故，必須引起注意。以下主要對比較常見的幾種裂縫進行了探討。 <

6、;/p><p>　　一、荷載引起的裂縫 </p><p>　　混凝土建筑的橋梁在常規(guī)的靜或動荷載以及在次應(yīng)力的作用下出現(xiàn)的裂縫被統(tǒng)稱為荷載裂縫，經(jīng)過多年對橋梁裂縫的分析，這種裂縫可分為兩種，直接應(yīng)力裂縫與次應(yīng)力裂縫。 </p><p>　?。ㄒ唬┲苯討?yīng)力裂縫 </p><p>　　直接應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生主要是由于外荷載引起直接的應(yīng)力而出現(xiàn)的裂縫。歸其

7、根本原因是在設(shè)計計算的階段，進行結(jié)構(gòu)的計算時部分出現(xiàn)漏算或者根本沒有計算，結(jié)構(gòu)受力的假設(shè)不符合實際的受力情況，實際內(nèi)力與配筋在計算方面出現(xiàn)錯誤，結(jié)構(gòu)安全方面的系數(shù)還太小等導(dǎo)致直接應(yīng)力裂縫。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對施工的可能性根本沒有考慮，對斷面的設(shè)計還存在不足，鋼筋布置上有錯誤，構(gòu)造處理出現(xiàn)不當(dāng)，結(jié)構(gòu)剛度還有不足，設(shè)計圖紙不能清楚的說明情況等導(dǎo)致直接應(yīng)力裂縫。施工階段無限制的把材料與工具在構(gòu)件上進行堆放，對預(yù)制結(jié)構(gòu)方面的受力特點根本不清楚，擅自

8、改變結(jié)構(gòu)的施工次序與受力模式。在橋梁完工后進入使用階段有超過設(shè)計載荷的車輛通過，橋梁本體有遭受車輛與船舶的接觸和撞擊，非正常天氣、自然災(zāi)害和爆炸等對橋體的影響等都可能導(dǎo)致直接應(yīng)力裂縫。 </p><p><b>　　（二）次應(yīng)力裂縫 </b></p><p>　　次應(yīng)力裂縫主要是在外荷載的作用下引發(fā)的裂縫，歸原因是橋梁本體實際存在的工作狀態(tài)同常規(guī)的計算存在一定的差距，

9、在此之前并未考慮，導(dǎo)致橋體有些部位出現(xiàn)裂縫。橋梁結(jié)構(gòu)需要鑿槽與開洞等，在進行常規(guī)化的計算中不能用比較準(zhǔn)確的公式來模擬計算，通常都是根據(jù)經(jīng)驗來對受力鋼筋進行設(shè)置，通過對大量的實踐進行研究說明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，密集在孔洞附近，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。一旦這方面出現(xiàn)問題，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或受力鋼筋截斷處、構(gòu)件形狀突變處等裂縫非常容易出現(xiàn)。 </p><p>　　二、溫度變化引起的裂縫 </p&g

10、t;<p>　　因為在橋梁建筑中使用了大量的水泥，水泥具有熱脹冷縮的性質(zhì)，一旦所在的外部環(huán)境或者內(nèi)部的溫度產(chǎn)生明顯得的變化將會產(chǎn)生變形，如果變形受到約束，在其結(jié)構(gòu)內(nèi)將會產(chǎn)生一種應(yīng)力，當(dāng)它超出混凝土的抗拉強度時裂縫就會出現(xiàn)，我們叫它溫度裂縫，它具有隨溫度的變化張與合的特點。通過對大量溫度裂縫的分析看以總結(jié)出裂縫出現(xiàn)的主要因素是日照、年溫差、驟然降溫、蒸汽養(yǎng)護、內(nèi)外溫度不均、冬季施工措施不當(dāng)和水化熱等。 </p>

11、<p>　　三、地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫 </p><p>　　由于橋梁建筑地范圍內(nèi)的地基基礎(chǔ)出現(xiàn)在水平方向的位移或者豎向的不均勻狀態(tài)的沉降，造成結(jié)構(gòu)力遠遠大于橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致橋體開裂。這種裂縫多在鋼筋的上方或者結(jié)構(gòu)的變化之處。究其出現(xiàn)的原因可歸納為地基的地質(zhì)不均勻，存在差異較大，地質(zhì)勘察時的試驗資料不夠準(zhǔn)確和精度還不夠，結(jié)構(gòu)荷載和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型都存在很大差異，地基凍脹的原因，橋梁的基礎(chǔ)是在

12、不良地質(zhì)時（滑坡體、活動斷層和溶洞等地質(zhì)），不均勻沉降有可能會發(fā)生。 </p><p>　　四、收縮引起的裂縫 </p><p>　　在橋梁的建筑工程實踐中，有諸多因收縮而導(dǎo)致的裂縫，它可主要分為縮水收縮和塑性收縮，另外還有炭化收縮和自生收縮。通過實踐表明混凝土收縮裂縫的出現(xiàn)與下列因素有重要的關(guān)系，即水泥品種的不同，水泥的標(biāo)號與用量、骨料品種的不同、養(yǎng)護方法、外摻劑、水灰比、振搗方式及時間

13、和外部環(huán)境等。 </p><p><b>　　（一）縮水收縮 </b></p><p>　　縮水收縮又稱干縮，混凝土隨著時間而結(jié)硬，水分也會自然地蒸發(fā)，干度升高，濕度下降，混凝土的體積也會有所減少，我們稱之為干縮。因為在硬化過程中混凝土表面的與外界接觸較大水分損失較快，而內(nèi)部則水分損失的比較慢，內(nèi)部收縮小和表面收縮大的不均勻收縮現(xiàn)象就會出現(xiàn)，表面因收縮較快引起變形受到

14、內(nèi)部混凝土的約束，致使混凝土的表面出現(xiàn)一種承受拉力，當(dāng)它超過抗拉的強度時就會出現(xiàn)裂縫，統(tǒng)稱收縮裂縫。 </p><p><b>　　（二）塑性收縮 </b></p><p>　　塑性收縮主要在施工中發(fā)生，出現(xiàn)時間是在澆筑后的4-5小時左右，因為這段時間內(nèi)水泥的水化反應(yīng)比較激烈，分子鏈也逐漸的形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水嚴(yán)重出現(xiàn)收縮，另外骨料因自身的重量不斷

15、地下沉，而此時混凝土還沒有硬化，被稱之為塑性收縮。 </p><p>　　五、鋼筋銹蝕引起的裂縫 </p><p>　　由于混凝土的質(zhì)量問題或者保護層的厚度問題，混凝土的保護層遭到二氧化碳的侵蝕與炭化并逐漸滲透到鋼筋的表面，混凝土的的堿度將會降低；或者由于氯化物介入致使鋼筋的周圍有大量的氯離子，造成鋼筋表面氧化膜的破壞，鋼筋中存在的鐵離子和混凝土中已經(jīng)侵入的水分與氧氣發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致銹蝕使混凝

16、土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，保護層的混凝土出現(xiàn)剝離與開裂，在鋼筋的縱向出現(xiàn)裂縫，鋼筋一旦銹蝕，混凝土與鋼筋之間的握裹力會大大的降低，承載力下降，甚至誘發(fā)出其它的裂縫。 </p><p><b>　　六、凍脹裂縫 </b></p><p>　　在大氣的溫度在0攝氏度以下時，吸水飽和的混凝土?xí)霈F(xiàn)冰凍的現(xiàn)象，當(dāng)游離狀態(tài)下的水變成冰，體積大概會膨脹9﹪，體積的膨脹會導(dǎo)致出現(xiàn)膨脹應(yīng)力；同

17、時混凝土的凝膠孔中還有過冷水存在，它在低于-78攝氏度時才會結(jié)冰，產(chǎn)生滲透壓，直接加大膨脹力降低混凝土的強度，裂縫因此產(chǎn)生。在冬季進行橋梁建筑的施工對預(yù)應(yīng)力孔道灌漿以后必須采取保暖措施防止在沿管道的方向出現(xiàn)凍脹裂縫。吸水飽和和溫度低于0攝氏度是發(fā)生凍脹破壞的必要條件，當(dāng)混凝土中骨料的空隙比較多，吸水的性能比較強；骨料中含有比較多的泥土雜質(zhì)等；混凝土振搗的不密實和水灰比較大；早期養(yǎng)護比較差或不及時等致使早期受凍都會產(chǎn)生凍脹裂縫。 <

18、/p><p>　　七、施工材料與施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 </p><p>　　（一）施工材料質(zhì)量引起的裂縫 </p><p>　　混凝土主要由水泥、骨料、砂、拌合水及外加劑組成。在配置混凝土的過程中必須嚴(yán)格、謹(jǐn)慎，如果所選用的材料在質(zhì)量上不合格也會直接導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。 </p><p><b>　　1、水泥的選用 </b>&l

19、t;/p><p>　　水泥安定性不合格和氧化鈣含量超標(biāo)的產(chǎn)品嚴(yán)禁使用，因為氧化鈣在凝結(jié)的過程處于比較慢的狀態(tài)，即使在凝結(jié)以后也會產(chǎn)生水化作用，把已經(jīng)硬化的水泥石破壞掉，導(dǎo)致抗拉強度降低。有的水泥在出廠時就強度不足或者受潮、過期都可能導(dǎo)致混凝土容易開裂。 </p><p>　　2、石骨料與砂的選用 </p><p>　　如果沙石的粒徑過小，級配不良及空隙較大，會直接導(dǎo)致水

20、泥用量與拌合水用量的加大，影響到混凝土的強度，致使混凝土的收縮變大；砂粒粒徑太小超出規(guī)定，堅決杜絕使用，否則后果會更加的嚴(yán)重。砂石中云母含量過高會直接削弱骨料與水泥的黏結(jié)力，把混凝土的強度降低。砂石中的含泥量不能太大，否則會降低其抗凍性、抗?jié)B性和混凝土強度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積產(chǎn)生膨脹，大約在2.5倍左右。 3、拌合水及外加劑的選用選用的拌合水或外加劑不能含有較高的氯化物等雜質(zhì)，他們會造成鋼筋的銹蝕，采用含

21、堿的外加劑、海水或含堿泉水拌制混凝土都會影響到與堿骨料的反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)牢記。 （二）施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 </p><p>　　在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、澆筑、起模、堆放、運輸、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝沒有嚴(yán)格按照規(guī)程、施工質(zhì)量不過關(guān)等，就比較容易產(chǎn)生橫向、縱向的各種裂縫，在細長薄壁結(jié)構(gòu)中最容易出現(xiàn)裂縫，應(yīng)引起注意。 </p><p><b>　　結(jié)語： </b><

22、;/p><p>　　“百年大計，質(zhì)量第一”。希望通過以上對橋梁裂縫的種類以及成因的認(rèn)識，有助于橋梁建筑人員更加全面的掌握各種常見的橋梁裂縫及成因，為在施工過程中能有效地防止裂縫的出現(xiàn)，在出現(xiàn)問題后能夠及時、有效的處理各種裂縫打下堅實的基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]韓國華，混凝土橋梁裂縫的成因分析