钢筋混凝土桥梁裂缝成因.doc

钢筋混凝土桥梁裂缝成因.doc钢筋混凝土桥梁裂缝成因
摘要:介绍了钢筋混凝土桥梁粱体裂缝的形成原因及修补措施,并介绍了几种常见的维修方法。使其处于良好的工作状态。
关键词:钢筋混凝土;桥梁梁体;裂缝;修补方法
在桥梁建造过程中,混凝土开裂是“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。笔者参与某桥梁的实地检测,结合近年来国内外对混凝土桥梁裂缝的研究,对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结,以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法。
一、桥梁混凝土裂缝形成的原因

混凝土凝固时,由于水泥水化产物的体积比反应前物质的总体积要小,因而产生收缩,称为化学收缩或凝缩;混凝土在硬化过程中随着水分的逐渐蒸发,体积逐渐减小,称为干缩,化学收缩与干缩合称为收缩。混凝土的干燥过程是由表面逐渐扩展到内部的,在混凝土内部呈现含水梯度,因此产生表面收缩大,内部收缩小的不均匀收缩,导致表面混凝土承受拉力,内部混凝土承受压力。当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。

混凝土受水泥水化放热、阳光照射、大气及周围温度、电弧焊接等因素影响,而出现冷热变化时,将发生收缩和膨胀,产生温度应力,温度应力超过混凝土强度时,即产生裂缝,称为温度裂缝。
由于混凝土是热的不良导体,水化初期放出大量热量难以散发,大体积混凝土浇筑后,内部温度较外部高,这将使内部混凝土产生显著的体积膨胀,而外部混凝土却随气温降低而冷却收缩。这种内部膨张和外部收缩相互制约,极易产生温度裂缝。蒸气养护及冬季施工时如措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,也易产生温度裂缝。
当构件较长,且两端固定时,由于周围温度变化将产生附加的温度应力,该附加应力和原有内力的合力超过混凝土强度时就会产生破坏裂缝。
在新旧混凝土接头处,沿接缝面的垂直方向常因水化热的原因而产生温度裂缝。

(1)弯曲裂缝
在混凝土梁上施加弯矩时,将产生弯曲裂缝。对受弯构件和压弯构件来说,弯曲裂缝首先出现在弯矩最大截面的混凝土受拉区。梁板结构的正弯矩裂缝一般位于跨中,,自上向下发展。
随着荷载的增大,裂缝宽度增大,长度延伸,缝数增多,裂缝区域逐渐向两侧发展。
(2)剪切裂缝
剪切裂缝也称斜裂缝,首先发生在剪应力最大的部位。对受弯构件和压弯构件,裂缝往往发生于支座附近。由下部开始,沿着与轴线成25o~5Oo左右的角度裂开。随着荷载增大。裂缝长度将不断增长并向受压区发展,裂缝缝数不断增多并分岔,裂缝区也逐渐向跨中方向扩大。
剪切裂缝一旦出现,就应加强观察。如裂缝发展缓慢并限制在受拉区。裂缝宽度在限值以内,此时还允许;但如裂缝不断发展或者裂缝已接近受压区,则不论其宽度和长度如何都应及时予以必要的加固处理。
(3)断开裂缝
钢筋混凝土构件受拉时,进入整个截面的裂缝称为断开裂缝。受拉构件在荷载作用下产生的裂缝均沿正截面开裂,裂缝间距有一定规律。受拉构件在内力较小时,混凝土和钢筋均匀承受拉力,随着内力增大,混凝土内拉应力达到其受拉极限,产生裂缝并退出工作,但裂缝宽度小于规定限值,全部拉力由钢筋承担,这是允许出现裂缝构件的工作状态。荷载继续增大,钢筋应力达到屈服极限,钢筋伸长率较大,裂缝