摘要：對鋼筋混凝土橋梁常見的裂縫現(xiàn)象，從設(shè)計、施工及形成機理等諸方面進(jìn)行了闡述，分析了產(chǎn)生裂縫的常見原因及相關(guān)影響因素，并對裂縫的防治提出了相關(guān)的措施。 

　　關(guān)鍵詞：橋梁 裂縫 成因 防治 

　　中圖分類號：U448.34文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： 

　　1 概述 

　　混凝土因其價格便宜、抗壓性能好等諸多優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于橋涵工程建設(shè)，但是混凝土最主要的缺點是抗拉能力差，容易開裂。大量的工程實踐和理論分析表明，幾乎所有的混凝土構(gòu)件均有裂縫，只是有些裂縫很細(xì)小，允許其存在，其并不影響結(jié)構(gòu)的正常使用；有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)的作用下，會不斷產(chǎn)生和擴展，引起鋼筋腐蝕，使混凝土結(jié)構(gòu)的強度和剛度受削弱，耐久性降低，危害結(jié)構(gòu)的正常使用，因此對出現(xiàn)的裂縫必須認(rèn)真分析其種類及成因，采取相應(yīng)措施加以控制和彌補。 

　　2 分析橋梁裂縫病害產(chǎn)生的原因 

　　混凝土橋梁裂縫的成因復(fù)雜、繁多，主要有環(huán)境、氣候因素、材料、施工工藝等因素影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要因素�；炷翗蛄毫芽p的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分為如下幾種： 

　　2.1 荷載引起的裂縫 

　　鋼筋混凝土橋梁在常規(guī)靜荷載、動荷載以及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫。荷載裂縫多出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動嚴(yán)重部位。主要分為直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫兩種。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，其原因主要表現(xiàn)為三個方面：一是設(shè)計計算階段，結(jié)構(gòu)計算時忽視了裂縫寬度和變形驗算、計算模型與實際結(jié)構(gòu)有較大差異、荷載少算或漏算、內(nèi)力計算與配筋計算不正確、結(jié)構(gòu)設(shè)計時未考慮施工的可行性、鋼筋布置錯誤、結(jié)構(gòu)處理不當(dāng)?shù)龋欢鞘┕るA段，施工工具、材料等施工荷載隨意放置、隨意翻身、起吊、運輸、安裝構(gòu)件、結(jié)構(gòu)施工順序不當(dāng)?shù)�；三是使用階段，使用荷載大大超過設(shè)計荷載（即汽車超載運輸）、車輛的撞擊、發(fā)生地震等惡劣自然現(xiàn)象等。次應(yīng)力裂縫是指由于外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，其原因主要表現(xiàn)為兩個方面：一是結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有較大差異，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂；二是橋梁施工完成進(jìn)行開槽、鑿洞等，導(dǎo)致洞口附近產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。 

　　2.2 凍脹裂縫 

　　大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，同時混凝土凝膠孔中的過冷水在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強度損失很大。冬季施工時對預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。當(dāng)混凝土中骨料空隙多，吸水性強，骨料中含泥土等雜質(zhì)過多，混凝土水灰比偏大、振搗不密實，養(yǎng)護(hù)不力使混凝土早期受凍等，均可能導(dǎo)致混凝土凍脹裂縫。 

　　2.3 基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫 

　　由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)附加應(yīng)力超出混凝土的抗拉強度時，混凝土就開裂�；A(chǔ)不均勻沉降的主要原因有：地質(zhì)勘查和試驗資料不夠精確；地質(zhì)差異較大；使用荷載差異較大；基礎(chǔ)類型不同；擴建工程的基礎(chǔ)；地基凍脹等。 

　　2.4 溫度裂縫 

　　混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境溫度或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，混凝土將發(fā)生體積變形，若變形受到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時就產(chǎn)生溫度裂縫。引起溫差的主要因素有：年溫差、日照、聚然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工措施不當(dāng)?shù)取?nbsp;

　　2.5施工材料質(zhì)量引起的裂縫 

　　混凝土主要由水泥、砂、石水及外加劑安裝一定的比例拌和而成。配置混凝土所使用的材料選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。如水泥品種選擇、水灰比的設(shè)計、水泥最小用量、砂石含泥量等因素，都可能導(dǎo)致混凝土在凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生裂縫。由于混凝土施工質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋發(fā)生氧化反應(yīng)，體積增大2~4倍，對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土保護(hù)層開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫。由于銹蝕，使得鋼筋有效截面面積減小，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力削弱，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降，誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，引起結(jié)構(gòu)破壞。要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求嚴(yán)格控制裂縫寬度、取用合理的保護(hù)層厚度；施工時應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的水灰比，加強振搗和養(yǎng)護(hù)，提高混凝土的密實性，同時應(yīng)嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑的用量，沿海地區(qū)和其它環(huán)境類別較差的地區(qū)更應(yīng)該引起高度重視。 

　　2.6 收縮裂縫 

　　在實際工程中，混凝土因收縮引起的裂縫是最常見的�；炷潦湛s種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和碳化收縮。塑性收縮通常發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4~5h左右，此時水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮。為了減小混凝土的塑性收縮，施工時應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實，豎向變截面處宜分層澆筑�？s水收縮（干縮）通常發(fā)生在混凝土結(jié)硬以后。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，導(dǎo)致表面收縮大、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應(yīng)力，當(dāng)表面混凝土的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，產(chǎn)生收縮裂縫。自生收縮是混凝土在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)。這種收縮與外界濕度無關(guān)，可以是收縮，也可以是膨脹。碳化收縮是大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。碳化收縮只有在濕度50左右才能發(fā)生，而且隨著二氧化碳濃度的增加而加快。另外，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標(biāo)號及用量；骨料品種；水灰比；外摻劑；養(yǎng)護(hù)方法；外界環(huán)境；振搗方式及時間等。 

　　2.7 施工工藝不當(dāng)引起的裂縫 

　　在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、運輸、安裝過程中，施工工藝不合理、施工質(zhì)量較低，容易產(chǎn)生各種形式的裂縫，產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面： 

　�。�1） 施工前對支架壓實不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉。 

　�。�2） 施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土?xí)r，由于混凝土自重和側(cè)向壓力的作用使得模板變形。采用膠囊內(nèi)模的空心板等構(gòu)件施工時，膠囊位移導(dǎo)致構(gòu)件尺寸與設(shè)計尺寸不同。 

　�。�3） 混凝土攪拌、運輸時間較長，使水分蒸發(fā)較多，引起混凝土坍落度過低。 

　�。�4） 混凝土施工時，由于工藝要求加大了水灰比，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加。 

　�。�5） 混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好。混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致截面削弱、鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫。 

　　（6） 混凝土早期受凍，使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋或局部剝落或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。 

　�。�7） 施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構(gòu)件構(gòu)在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。 

　　3 裂縫狀態(tài)判斷 

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下出現(xiàn)裂縫屬于正�，F(xiàn)象。我們根據(jù)裂縫對橋梁的危害性的大小把裂縫分為有害裂縫和無害裂縫。有害裂縫主要指對橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力（強度）、變形（剛度）、節(jié)點構(gòu)造的可靠性等有直接影響或嚴(yán)重影響的裂縫。無害裂縫主要指對橋梁結(jié)構(gòu)影響較小的裂縫。由于無害裂縫在后期的發(fā)展過程中可能形成的有害裂縫，因此，我們要及時對有害裂縫進(jìn)行修補加固，對無害裂縫進(jìn)行有效的預(yù)防和控制。 

　　4 裂縫修補方法 

　　橋梁裂縫處理與加固應(yīng)結(jié)合進(jìn)行。常用的橋梁縱向加固方法可分為：上部結(jié)構(gòu)加固時采用橋面補強層加固法、增大截面和配筋法、粘貼鋼板法、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法、體外預(yù)應(yīng)力法等；下部結(jié)構(gòu)加固時采用擴大基礎(chǔ)加固法、增補樁基加固法、混凝土套箍法、墩臺拓寬法和橋臺新建擋土墻加固法。常用的橋梁橫向加固方法可采用增設(shè)預(yù)應(yīng)力橫隔梁、提高橋梁的橫向剛度等。橋梁裂縫常用的修補方法主要有裂紋注漿、表面涂裝、保護(hù)層修補、充填法等。從修補效果來看，結(jié)構(gòu)物的劣劃速度得到了相對控制，基本起到了提高結(jié)構(gòu)耐久性的目的。 

　　5 結(jié)束語 

　　裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普通存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力�；炷翗蛄毫芽p產(chǎn)生的原因千差萬別，在工程實踐中，只有掌握各種常見裂縫的形成機理，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，取得加固依據(jù)，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)濟高效。 

　　參考文獻(xiàn) 

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