钢筋混凝土桥梁裂缝成因

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1、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　　1.收缩裂缝　　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

2、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。　　2.温度裂缝　　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

3、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。　　3.荷载作用下产生的裂缝　　（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

4、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，从底边开始向上发展．负弯矩裂缝位于连续或悬臂粱板的支座附近，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

5、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，裂缝很宽，超过设计规范允许宽度的许多倍，这时多为使用所不允许的或构件将接近破坏的状态。　

6、　4.钢筋锈蚀引起的裂缝　　因混凝土质量较差，或保护层厚度不足，或保护层被碳化使钢筋周围混凝土碱度降低，或有氯化物浸入，等等，均可引起钢筋表面氧化膜破坏而发生锈蚀反应；锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝并有锈迹渗到混凝土表面。钢盘锈蚀使得钢筋有效断面减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降。继而将诱发其它形式的裂缝；而其它裂缝的产生又会加剧钢筋锈蚀，最后可能导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀。主要应确保钢筋有足够的保护层厚度(保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽

7、度)；施工时应控制混凝土的水灰比，并应加强振捣，保证混凝土的密实性：还要严格控制含氯盐的外加剂用量，对沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎用含氯盐的外加剂。　　二、裂缝的修补方法　　1.表面封闭修补法　　通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜，在裂缝宽度有可能变动时，可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。　　2.凿深槽嵌补法　　先沿裂缝凿一条深槽，槽形根据裂缝位置和填补材料而定，然后在槽内嵌补各种黏结材料，如环氧砂浆、沥青、甲凝等。　　3.表面啧浆法　　在经凿毛处理

8、的裂缝表面，喷射一层密实