桥梁混凝土结构裂缝成因分析及防治措施.docVIP

桥梁混凝土结构裂缝成因分析及防治措施 　　摘要：在桥梁工程中，混凝土结构裂缝的成因是多方面的，荷载、温度变化、收缩、施工工艺不当等都会导致裂缝的产生。今后在桥梁施工中为了预防裂缝的产生，需要采取相应的防治措施，提高强度、做好温度控制工作、预防收缩裂缝、严格配合比设计、做好混泥土早期维护工作，并加强施工材料的质量控制。对于已经出现的裂缝，应该根据具体情况采取相应的治理措施。 　　关键词：混凝土结构；裂缝；桥梁 　　中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号： 　　1.桥梁混凝土结构裂缝的成因 　　1.1荷载造成的裂缝 　　桥梁通车之后，受行驶荷载以及风力荷载等相关动荷载的作用，将会在桥梁混凝土结构内部形成变化的应力。桥梁材料是不可能绝对连续、均匀的，一般存在或多或少的缺陷。这些缺陷在荷载和应力的反复影响之下，将会朝着加大、合并的趋势发展，最终在混凝土结构中形成裂缝。 　　1.2温度变化造成的裂缝 　　内部温度或者外部温度发生变化时，混凝土结构将会因此发生变形，继而导致应力的产生，当应力作用效果超出混凝土抗拉强度时，便会造成裂缝的出现。该种裂缝一般称之为温度裂缝。日照和水化热是造成温度裂缝的最常见、最主要的因素。如在强烈日照下，桥梁混凝土结构的内外部之间便会形成一个较大的温差，造成局部拉应力的变大，继而产生裂缝。 　　1.3收缩原因造成的裂缝 　　混凝土收缩是造成裂缝的主要因素，其中又以混凝土的塑性收缩和干缩影响最大。塑性收缩通常在混凝土浇筑结束后的4—5h之内出现，该阶段水泥水化反应相当激烈，水分大量蒸发，骨料下沉过程中将会受到钢筋的阻挡，此时便会产生和钢筋方向相同的塑性收缩裂缝。干缩裂缝通常出现在混凝土硬化之后，由于表面水分损失速度超过内部水分损失速度，造成收缩不均，在内外之间形成一个拉力，当拉力逐渐变大并超过混凝土结构抗拉强度时，便会形成收缩裂缝。 　　1.4施工工艺应用不当造成的裂缝 　　主要表现为在下几个方面：1）振捣操作不够均匀、密实，导致混凝土表面出现麻面、孔洞以及蜂窝，为裂缝的形成提供了有利的条件；2）搅拌、运输过程耗时太久，水分蒸发过多，造成混凝土塌落度偏低，使得混凝土表面发生不规则收缩，产生裂缝；3）保护层过厚，降低了混凝土结构的抗弯能力和承载能力，产生了垂直于受力钢筋的裂缝。 　　2.桥梁混凝土结构裂缝的预防与治理 　　2.1预防措施 　　2.1.1提高强度 　　下文将以20mT梁、空心板以及箱梁（三者简化图分别为图1、图2、图3）为例，讨论如何通过强度控制来减少荷载裂缝的形成。设材料为C40混凝土、2级钢筋，计算公式为《公路桥涵设计通用规范》中的荷载组合I。不同高度下各项参数见表1。 　　 　　 　　 　　 　　 　　图1 梁高1.3mT梁截面图2 梁高1.1m空心板截面 图3 梁高1.4m箱形截面 　　表1 不同梁高下的M、Ag1、Ag2值 　　 　　 　　分析表1中的数据可知，钢筋混凝土梁式结构桥梁的强度以及裂缝控制是由梁截面的弯高比决定的。只有合理化梁截面的弯高比，才能实现强度控制与裂缝控制的协调统一。如果弯高比超过相应合理的弯高比，一方面表明截面强度符合要求，另一方面也表明裂缝得到了较好的控制。统计、分析过去的工程实例，得出钢筋混凝土梁式结构的合理弯高比如表2所示。 　　表2 钢筋混凝土梁不同截面形式的合理弯高比 　　 　　 　　2.1.2温度控制 　　确定合理的骨料级配，选择干硬性的混凝土并通过掺添加剂的方法降低水泥的使用量，从而大量减少水化热的发生。在搅拌混凝土之前，需要进行碎石的冷却处理，从而有效避免浇筑时温度过高的情况。在浇筑过程中，如果发现温度过高，则应适当减少混凝土的浇筑厚度。气温骤降时，则需要做好混凝土表面的保温措施。另外，在施工过程中，一定要采取相应的保温措施保护那些需要较长时间暴露在空气中的混凝土结构。同时，控制好入模温度，在施工过程中，对于混凝土结构的入模温度一定要控制好，防止裂缝的产生，还应该采取有效的措施，降低混凝土的入模温度。此外，还要合理掌控混凝土的拆模时间。拆模的时候也应该保证温度稳定，防止温度出现较大变化。 　　2.1.3收缩裂缝的预防 　　展开支架的全面积预压，从而有效减少非弹性形变的影响。还应做好混凝土的初期养护，减少水分蒸发。这两种措施能够很好地预防塑性收缩裂缝的出现。在设计混凝土配合比的过程中，可采用提高骨料含量，降低水灰比，密实振捣等措施去预防干缩裂缝的出现。 　　2.1.4严格混凝土配合比设计 　　应该严格按照相关的规范和标准进行，保证混凝土良好的工作性能，尽可能降低混凝土的单位用水量，提高混凝土的强度、提高混凝土的韧性、使其具有低热性能和高抗拉值，这样可以提高混凝土的抗裂性能，