关于桥梁混凝土裂缝成因和预防措施分析
2013-06-08 02:45
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关键词：混凝土裂缝
关键词：混凝土裂缝 温度变化 基础变形 早期养护
论文摘要：本文阐述了混凝土桥梁裂缝的种类，分析了混凝土桥梁裂缝的成因，提出了相应的措施，供大家参考。
1 前言 随着我国基础建设的发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，由于混凝土裂缝而影响工程质量甚至造成桥梁坍塌的事例屡见不鲜。混凝±开裂可以说是“常发病”和“多发病”，严重影响了桥梁的使用性能，也经常困扰着桥梁工程技术人员。要想控制桥梁混凝土裂缝的产生，就必须了解其成因。本文就桥梁裂缝的产生原因作一分析，供参考。
2 桥梁混凝土裂缝种类及其成因
2.1 荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称为荷载裂缝，分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：1)设计计算阶段的结构计算不合理，受力假设与实际受力不符，安全系数不够，不考虑施工的可能性，构造处理不当等。2)施工阶段中不加限制的堆放施工机具、；随意翻身、起吊、、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序等。3)使用阶段时超出设计荷载的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生地震、爆炸等。
次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。如桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，这些难以用准确的图式进行计算，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，并在孔洞附近聚集产生巨大的应力集中。实际工程中次应力是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属于张拉、劈裂、剪切性质。在设计上，应尽量避免结构突变(或截面突变)，当不能同时避免时，应做局部处理，如转角做成圆角或倒角，同时加强构造配筋，转角处配置斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。
（转载自中国科教评价网www.nseac.com ） 2.2 温度变化引起的裂缝当外部或结构内部温度发生变化时，混凝土将发生变形，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。引起温度变化的主要因素有：1)年温差。一年中四季温度不断变化，当结构的位移受到限制时就会引起温度裂缝。年温差一般以一月和七月的月平均温度作为变化幅度。2)日照。
桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其他部位，温度分布呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和骤然降温是导致温度裂缝的最常见原因。3)骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但由于内部温度下降较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实际资枓进行，混凝土弹性模量不考虑折减。4)水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土(厚度超过2m)浇筑后由于水泥水化放热，使混凝土内部温度升高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。5)蒸汽养一护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。
2.3 收缩引起的裂缝塑性收缩：混凝土浇筑后4h～5h左右，水泥水化反应剧烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨科因自重下沉，而此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。在骨科下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝，在构件竖向变截面处如丁梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。
干缩：混凝土结硬以后，随着表面水分逐渐蒸发，温度逐渐降低，混凝土体积减小，称为干缩。因混凝土表面水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩快，内部收缩慢的不均匀收缩，致使混凝土表面承受拉力，产生收缩裂缝。
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自生收缩：混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界温度无关，且可以是正的(即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土)，也可以是负的(即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。
碳化收缩：大气中的二氧化碳与水泥中的水化物发生
化学反应引起的收缩变形。
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