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钢筋混凝土桥梁裂缝种类及原因分析
钢筋混凝土桥梁裂缝种类及原因分析
摘要:介绍钢筋混凝土桥梁工程中常见的裂缝类型,并做了详细分析,以便在实际工作中找出控制裂缝的可行办法。
关键词:桥梁;钢筋混凝土;裂缝;类型;成因
中图分类号:+3文献标识码:A
混凝土因其取材广泛,价格低廉,抗压强度高,可浇注成各种形状,不易风化,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。但是,大量的工程和实践理论分析表明,钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见(缝宽<。),一般对结构的使用无大的危害,允许其存在;有些裂缝在使用荷载或外界物理及化学因素作用下,不断产生和发展,引起混凝土碳化、保护层剥落及钢筋锈蚀,使钢筋混凝土强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必须加以控制,本文只讨论后一类型的裂缝。
1、裂缝类型及成因
实际上,钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素互相影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因。钢筋混凝土桥梁裂缝种类,就其产生的原因,大致分类如下。

钢筋混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝及次应力裂缝2种。
(1)直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因如下。
①设计计算阶段。结构未计算或漏算;结构计算模式和实际受力不符;结构安全系数不够;设计未考虑施工的可能性;钢筋设置偏少或布置错误;构造处理不当或结构刚度不足等。
②施工阶段。随意翻转、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序;未对结构做施工机具振动等条件下的疲劳强度验算。
③使用阶段。超过设计荷载的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等灾害。
(2)次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。裂缝产生的原因如下。
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人或计算未考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。
②局部应力集中。桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规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,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中。实际工程中,次应力裂缝是产生荷载裂缝最常见原因。

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时,混凝土将发生变形,若变形遇到约束,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。引起温度裂缝的主要因素如下。
(1)年温差。一年四季温度不断变化,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加以解决,只有结构的位移受到限制时才会引起温差裂缝。
(2)日照。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。由于受到自身约束作用,导致局部结构拉应力较大,出现裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的常见原因。
(3)骤然降温。突降大雨、冷空气袭击、日落等可导致结构外表温度突然下降,但因内部温度变化相对较