淺談橋梁混凝土裂縫成因及處理

1、<p>　　淺談橋梁混凝土裂縫成因及處理</p><p>　　摘要：橋梁裂縫是橋梁施工中最為常見的問題，橋梁混凝土的裂縫處理的好壞，會(huì)對工程質(zhì)量、進(jìn)度等造成很大的影響，現(xiàn)結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，對混凝土橋梁裂縫的種類和產(chǎn)生的原因作較全面的分析、總結(jié),找出控制裂縫的產(chǎn)生和處理可行辦法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：橋梁；混凝土裂縫；成因；處理 </p><p>　　

2、中圖分類號：TU528文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　橋梁混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，在橋梁建造和使用過程中，因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致橋梁垮塌的報(bào)道屢見不鮮。施工人員應(yīng)加強(qiáng)對橋梁混凝土裂縫的認(rèn)識，盡量避免施工中出現(xiàn)危害較大的裂縫。 </p><p>　　1．橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生的原因 </p><p>　　1．1溫度變化引起的裂縫 <

3、;/p><p>　　1）施工過程中，大體積混凝土（厚度超過2.0m）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，導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　2）蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng)，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　1．2收縮引起的裂縫 </p><p>　　1）塑性收縮。發(fā)生在施工過程中、

4、混凝土澆筑后4至5h左右，此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨料因自重下沉，此時(shí)混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處，因硬化前沉實(shí)不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。 </p><p>　　2）干縮。混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐漸蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為干縮。因混凝土表層水分損失很快，內(nèi)部損失慢，因

5、此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮。表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。 </p><p>　　1．3荷載引起的裂縫 </p><p>　　荷載引起的裂縫是指混凝土橋梁在常規(guī)動(dòng)靜荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫，分為直接應(yīng)力裂縫及次應(yīng)力裂縫兩種。 </p><p>　　1）直接應(yīng)力裂縫是指外荷

6、載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。產(chǎn)生原因主要有：設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)不算或漏算，結(jié)構(gòu)剛度不夠；施工階段不加限制的堆放施工機(jī)具，材料，對預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝，不按設(shè)計(jì)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(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算；超出設(shè)計(jì)荷載的重型車輛過橋，受車輛、船舶的接觸，撞擊。 </p><p>　　2）次應(yīng)力裂縫是指由荷載引起的次應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。次應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因有：由于結(jié)構(gòu)的

7、實(shí)際工作狀態(tài)與常規(guī)計(jì)算有出人或計(jì)算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)開裂；橋梁結(jié)構(gòu)在鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等結(jié)構(gòu)突變的部位引起的應(yīng)力集中導(dǎo)致的混凝土開裂。 </p><p>　　1．4施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 </p><p>　　1）混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。 </p><p>　　

8、2）混凝土初期養(yǎng)護(hù)時(shí)急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。 </p><p>　　3）混凝土分層或分段澆筑時(shí)，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　4）施工時(shí)模板剛度不足，在澆筑混凝土?xí)r，由于側(cè)向壓力的作用使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。 </p><p>　　5）施工時(shí)拆模過早，混凝土強(qiáng)度不足，

9、使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。 </p><p>　　6）施工前對支架壓實(shí)不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　2．橋梁工程裂縫的預(yù)防措施 </p><p>　　2．1確定混凝土最佳配合比 </p><p>　　2．1．1選用優(yōu)質(zhì)原材料 </p><p>

10、　　1）水泥：選用水化熱較低、收縮量較小、干縮值較小、高標(biāo)號、早期強(qiáng)度較高的、含堿量較低的、初凝時(shí)間較長的水泥。 </p><p>　　2）粗細(xì)集料：選用吸水率較小、收縮性較低、級配良好的骨料。 </p><p>　　2．1．2確定最佳配合比 </p><p>　　1）水灰比：一般來說用水量越大，水灰比越高，混凝土干縮越大。水灰比一般控制在0.5以下。 </p

11、><p>　　2）外加劑：摻加高效減水、增塑、緩凝劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，減少水化熱總量，減少混凝土干縮，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。 </p><p><b>　　2．2優(yōu)化設(shè)計(jì) </b></p><p>　　2．2．1改善配筋 </p><p>　　1）薄

12、壁結(jié)構(gòu)配筋中增設(shè)防裂筋，一般用小直徑鋼筋（φ8～φ14），小間距布置（10～15cm），明顯地提高混凝土抗裂性。 </p><p>　　2）大體積混凝土配筋中增設(shè)溫度筋，分層布置，一般用小直徑、小間距布置，提高混凝土抵抗溫度應(yīng)力所引起的混凝土變形。 </p><p>　　3）結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處、錨固斷面、構(gòu)件形狀突變處、預(yù)留孔道處、受力鋼筋截?cái)嗵幍热菀壮霈F(xiàn)裂縫的部位增設(shè)抗裂筋，較大孔洞有條件時(shí)可

13、在周邊設(shè)置護(hù)邊角鋼。 </p><p>　　2．2．2增加應(yīng)力釋放途徑，減少內(nèi)外約束 </p><p>　　1）設(shè)置后澆縫：當(dāng)大體積混凝土平面尺寸過大時(shí)，可以適當(dāng)設(shè)置后澆縫，以減小外應(yīng)力和溫度應(yīng)力；同時(shí)增加混凝土散熱面積，降低混凝土的內(nèi)部溫度。 </p><p>　　2）在大體積混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，預(yù)制T梁及連續(xù)剛構(gòu)中以預(yù)埋預(yù)應(yīng)力管道為冷卻水管，通入冷卻水，強(qiáng)制

14、降低混凝土水化熱溫度。 </p><p>　　3）易發(fā)生裂縫的重要結(jié)構(gòu)部位混凝土設(shè)計(jì)時(shí)外摻定量的纖維材料，提高混凝土的抗拉能力，避免裂縫產(chǎn)生。 </p><p>　　2．2．3結(jié)構(gòu)方面 </p><p>　　1）同一聯(lián)橋梁中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型盡量一致，防止因混合使用不同基礎(chǔ)類型或同時(shí)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)但基底標(biāo)高差異大時(shí)而引起地基不均勻沉降從而產(chǎn)生裂縫。 </p>

15、<p>　　2）避免結(jié)構(gòu)突變（或斷面突變），當(dāng)不能回避時(shí)，應(yīng)做局部處理，如轉(zhuǎn)角處做圓角，突變處做成漸變過渡。防止因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂縫。 </p><p><b>　　2．3合理施工 </b></p><p>　　2．3．1混凝土立模與支架 </p><p>　　模板與支架必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。支架設(shè)置在具有足夠強(qiáng)度的地基上，防止

16、因不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。在支架拆除時(shí)，施工順序正確，避免由于產(chǎn)生瞬時(shí)動(dòng)荷載而導(dǎo)致的對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊作用而產(chǎn)生的裂縫。 </p><p>　　2．3．2混凝土澆筑 </p><p>　　1）混凝土攪拌與運(yùn)輸時(shí)，要合理確定施工時(shí)間的長短，避免混凝土凝結(jié)硬化時(shí)收縮量增加，防止水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。 </p><p>　　2）混凝土

17、振搗時(shí)，防止過振、漏振及振搗不密實(shí)。 </p><p>　　3）混凝土分層或分段澆筑時(shí)，接頭部位處理好，分層適度。 </p><p>　　2．3．3預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸、堆放、吊裝 </p><p>　　預(yù)制構(gòu)件堆放時(shí)，支承墊木在一條垂直線上，懸臂不能過長，運(yùn)輸過程中防止劇烈顛撞，吊裝時(shí)吊點(diǎn)位置恰當(dāng)。 </p><p><b>　　2．4定

18、量預(yù)測 </b></p><p>　　計(jì)算大體積混凝土溫度、應(yīng)力、平均整澆長度（伸縮縫間距），確定混凝土內(nèi)外最大溫差、最大應(yīng)力、最長伸縮縫間距，當(dāng)其超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，需在施工方案中采取降溫、延長溫度變化時(shí)間，或增加應(yīng)力釋放途徑，或增加伸縮縫來避免產(chǎn)生裂縫。 </p><p><b>　　2．5實(shí)時(shí)監(jiān)控 </b></p><p&g

19、t;　　2．5．1支架及模板變形監(jiān)控 </p><p>　　對于重要結(jié)構(gòu)部位，施工前要進(jìn)行等荷載預(yù)壓，實(shí)際測得變形值，施工時(shí)據(jù)實(shí)測變形值預(yù)設(shè)預(yù)拱度。澆筑混凝土過程中，專人負(fù)責(zé)檢查支架及模板穩(wěn)定性，在發(fā)現(xiàn)變形時(shí)及時(shí)支護(hù)。 </p><p>　　2．5．2混凝土配合比監(jiān)控 </p><p>　　實(shí)測粗細(xì)骨料含水量，計(jì)算出施工配合比。攪拌過程中，水量通過時(shí)間來控制，粗細(xì)骨

20、料及水泥、外摻礦粉通過電子計(jì)量來控制，外加劑通過量杯保證按施工配合比攪拌混凝土，嚴(yán)禁隨意更改水灰比。 </p><p>　　2．5．3溫度監(jiān)控 </p><p>　　控制混凝土入模溫度低于30℃，實(shí)時(shí)監(jiān)控構(gòu)件中混凝土終凝前內(nèi)外溫度差；實(shí)時(shí)監(jiān)控循環(huán)冷卻降溫管進(jìn)出口水溫，據(jù)內(nèi)外溫差值確定冷卻水流量、冷卻水溫度，保證混凝土內(nèi)外溫差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。 </p><p>&l

21、t;b>　　3．結(jié)語 </b></p><p>　　混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因千差萬別，在工程實(shí)踐中，只有掌握各種常見裂縫的形成機(jī)理，才能采取有效措施，防止裂縫的出現(xiàn)。對于發(fā)生的裂縫，應(yīng)全面調(diào)查分析，查明原因，采取措施防止裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的安全使用，在選擇處理方法上，應(yīng)比較論證，綜合考慮，以求施工方便，經(jīng)濟(jì)高效。 </p><p><b>　　參考

22、文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 韋祝.淺談混凝土的施工溫度與裂縫[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2009 </p><p>　　[2]黃軍生.鋼筋混凝土橋梁裂縫成因綜述.世界橋梁，2002 </p><p>　　[3] 吳寶聳.路橋工程施工中混凝土裂縫的原因與防治[J].遼寧經(jīng)濟(jì),2009 </p><p>　　[4] 王鐵

23、夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.中國建筑工業(yè)出版社，1998 </p><p>　　[5]李延虎,劉永.建筑工程混凝土裂縫的預(yù)防措施與處理方法[J].科技信息,2009 </p><p>　　[6] 鄭良俊.論橋梁裂縫產(chǎn)生的原因以及預(yù)防[J].黑龍江科技信息,2009 </p><p>　　[7]雒成斌.混凝土裂縫成因與控制[J].甘肅冶金,2009 </p>