公路橋涵混凝土裂縫種類概述

 

[論文摘要]公路橋涵混凝土由于設(shè)計，施工等種種原因往往是帶裂縫工作的，每一條裂縫的產(chǎn)生均是有原因的，為此通過查找裂縫產(chǎn)生的原因，來尋找切實可行的辦法，預(yù)防裂縫的出現(xiàn)。文章就根據(jù)公路橋涵混凝土裂縫產(chǎn)生的原因?qū)α芽p的種類進行了簡要的概述。 

 

一、引言 

 

作為當今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料混凝土因其取材廣泛、抗壓強度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風(fēng)化、養(yǎng)護費用低等等優(yōu)點使之成為橋梁涵洞最基本的材料。但是混凝土有個極大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)件均是帶裂縫工作的，有些裂縫很細（＜0.05mm），對結(jié)構(gòu)的使用無大的危害，可允許其存在；有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)因素的作用下，不斷產(chǎn)生和擴展，致使混凝土保護層剝落、鋼筋銹蝕，混凝土的強度和剛度受到削弱，耐久性降低，危害結(jié)構(gòu)的正常使用。近年來，我國 交通 基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛 發(fā)展 ，各地興建了大量的混凝土橋梁及涵洞。在橋涵建造和使用過程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)橋涵垮塌的報道屢見不鮮�；炷�土開裂成為“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。本文對混凝土橋涵裂縫的種類進行分析、 總結(jié) ，以求找出控制裂縫的可行辦法，達到防范于未然的目的。 

 

二、橋涵混凝土裂縫種類 

 

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因�；炷�土橋涵裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種： 

 

（一）混凝土收縮引起的裂縫 

 

在工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的�；炷�土收縮引起的裂縫有塑性收縮和縮水收縮（干縮），另外還有自生收縮和炭化收縮。為減小混凝土塑性收縮，施工時應(yīng)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。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(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，當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產(chǎn)生收縮裂縫。混凝土硬化后收縮主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件（超過3%），鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋。 

 

（二）地基礎(chǔ)變形引起的裂縫 

 

由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。為防止基礎(chǔ)不均勻沉降造成開裂，就需要進行細致的地質(zhì)勘察充分掌握地質(zhì)情況。盡量采用同一基礎(chǔ)類型，并且同一個橋涵不要分期建造，基礎(chǔ)埋置深度在凍漲線以下，避免將基礎(chǔ)置于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質(zhì)地段等。 

 

（三）溫度變化引起的裂縫 

 

混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。 

 

（四）鋼筋銹蝕引起的裂縫 

 

由于混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受到侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求采用足夠的保護層厚度；施工時應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制外加劑用量。 

 

（五）混凝土材料質(zhì)量引起的裂縫 

 

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。 

 

（1）水泥安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量超標。水泥出廠時強度不足，水泥受潮或過期，可能使混凝土強度不足，從而導(dǎo)致混凝土開裂。 

 

（2）砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規(guī)定的特細砂，后果更嚴重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結(jié)力，降低混凝土強度。 （3）拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應(yīng)有影響。 

 

（六）凍脹引起的裂縫 

 

當氣溫低于零度時，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，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重，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。溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。當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)護不力使混凝土早期受凍等，均可能導(dǎo)致混凝土凍脹裂縫。 

 

（七）施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 

 

在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。 

 

三、結(jié)束語 

 

公路橋涵混凝土的質(zhì)量關(guān)系到道路安全和人民生命安全，因此重視橋涵混凝土的裂縫將是相關(guān)橋涵設(shè)計、施工、監(jiān)理、運營管理等各個部門的同一責任。通過上述的分析，設(shè)計疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力，均可能使混凝土橋涵出現(xiàn)裂縫。因此，嚴格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標準進行設(shè)計、施工和監(jiān)理，是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運營管理過程中，進一步加強巡查和管理，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題也是特別重要的一個環(huán)節(jié)。 

 

 參考  文獻 ： 

 

[1]劉齡嘉，《橋梁工程》，人民 交通 出版社，2006. 

 

[2]《建筑材料手冊》， 中國 建筑 工業(yè) 出版社，2003.