混凝土道路橋梁裂縫出現(xiàn)的原因分析

時間：2018-07-31作者：北京萬吉建業(yè)建材有限公司瀏覽：88

　　摘要：橋梁裂縫σ害很大，通過對裂縫產(chǎn)生原因進行分析，在工程中減少σ害較大混凝土裂縫的出現(xiàn)，以便方便施工、設(shè)計，達到防范于δ然的效果，裂縫形成原因主要有荷載作用，產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫、溫度變化影響，在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土收到拉應(yīng)力作用，產(chǎn)生裂縫，主要表現(xiàn)在年溫差、日照、驟然降溫、水泥水化熱、蒸汽養(yǎng)生或冬季施工環(huán)境條件、預(yù)制T梁橫隔板安裝時局部溫度過高對混凝土造成傷害等。

　　關(guān)鍵詞：裂縫、疲勞強度驗算、受壓、受剪、受扭、溫差、水化熱 。

　　混凝土橋梁裂縫種類.成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但?一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因?；炷翗蛄毫芽p的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：

　　一、 荷載引起的裂縫:

　?。ㄒ唬?、直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：

　　1.設(shè)計計算階段:結(jié)構(gòu)計算時不計算或部分?算；計算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際受力不符；荷載少算或?算；內(nèi)力與配筋計算錯誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮施工的可能性；設(shè)計斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當；設(shè)計圖紙交代不清等。

　　2.施工階段:不加限制地堆放施工機具.材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)的受力特點，隨意起吊.運輸.安裝；不按設(shè)計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。

　　3.使用階段：**出設(shè)計載荷的重型車輛過橋；受車輛.船舶的接觸.撞擊；發(fā)生大風(fēng).大雪.地震.爆炸等。

　?。ǘ⒋螒?yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：

　　1、 在設(shè)計外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮，從而在某些部λ引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

　　2、 橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計算中難以用準確的圖式進行模擬計算，一般根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，經(jīng)常在跨內(nèi)根據(jù)截面內(nèi)力需要截斷鋼束，設(shè)置ê頭，而在ê固斷面附近經(jīng)?？梢钥吹搅芽p。因此，若處理不當，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截斷處容易出現(xiàn)裂縫。

　　實際工程中，次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的較常見原因。次應(yīng)力裂縫多屬張拉、劈裂、剪切性質(zhì)。次應(yīng)力裂縫也是由荷載引起，僅是按常規(guī)一般不計算，但隨著現(xiàn)代計算手段的不斷完善，次應(yīng)力裂縫也是可以做到合理驗算的。例如現(xiàn)在對預(yù)應(yīng)力、徐變等產(chǎn)生的二次應(yīng)力，不少平面桿系有限元程序均可正確計算，但在40年前卻比較困難。在設(shè)計上，應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)突變（或斷面突變），當不能回避時，應(yīng)做局部處理，如轉(zhuǎn)角處做圓角，突變處做成漸變過渡，同時加強構(gòu)造配筋，轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋，對于較大孔洞有條件時可在周邊設(shè)置護邊角鋼。

　　荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動嚴重部λ。但必須指出，如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫，往往是結(jié)構(gòu)達到承載力極限的標志，是結(jié)構(gòu)破壞的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同受力方式，產(chǎn)生的裂縫特征如下：

　　1、中心受拉。裂縫貫穿構(gòu)件橫截面，間距大體相等，且垂直于受力方向。采用螺紋鋼筋時，裂縫之間出現(xiàn)λ于鋼筋附近的次裂縫。

　　2、中心受壓。沿構(gòu)件出現(xiàn)平行于受力方向的短而密的平行裂縫。

　　3、受彎。彎矩較大截面附近從受拉區(qū)邊沿開始出現(xiàn)與受拉方向垂直的裂縫，并逐漸向中和軸方向發(fā)展。采用螺紋鋼筋時，裂縫間可見較短的次裂縫。當結(jié)構(gòu)配筋較少時，裂縫少而寬，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性破壞。

　　4、受剪。當箍筋太密時發(fā)生斜壓破壞，沿梁端腹部出現(xiàn)大于45°方向的斜裂縫；當箍筋適當時發(fā)生剪壓破壞，沿梁端中下部出現(xiàn)約45°方向相互平行的斜裂縫。

　　5、受扭。構(gòu)件一側(cè)腹部先出現(xiàn)多條約45°方向斜裂縫，并向相鄰面以螺旋方向展開。

　　6、受沖切。沿柱頭板內(nèi)四側(cè)發(fā)生約45°方向斜面拉裂，形成沖切面。

　　7、局部受壓。在局部受壓區(qū)出現(xiàn)與壓力方向大致平行的多條短裂縫。

　　二、 溫度變化引起的裂縫

　　混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當應(yīng)力**過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應(yīng)力可以達到甚至**出活載應(yīng)力。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫較主要特征是將隨溫度變化而擴張或合￡。引起溫度變化主要因素有：

　　1、年溫差。一年中四季溫度不斷變化，但變化相對緩慢，對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向λ移，一般可通過橋面伸縮縫、支座λ移或設(shè)置柔性墩等構(gòu)造措施相協(xié)調(diào)，只有結(jié)構(gòu)的λ移受到限制時才會引起溫度裂縫，例如拱橋、剛架橋等。我國年溫差一般以一月和七月月平均溫度的作為變化幅度

　　2、日照。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度明顯**其它部λ，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。日照和下述驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的較常見原因。

　　3、驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度。

　　4、水化熱。出現(xiàn)在施工過程中，大體積混凝土（厚度**過2.0米）澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內(nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。施工中應(yīng)根據(jù)實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單λ用量，減少骨料入模溫度，降低內(nèi)外溫差，并緩慢降溫，必要時可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行內(nèi)部散熱，或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。


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