混凝土橋梁裂縫的種類和產(chǎn)生的原因

呂海峰

摘要：隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，許多橋梁已經(jīng)建成，許多人跨過了橋。我們在橋工程方面有更高的混凝土質(zhì)量要求。近年來，我們發(fā)現(xiàn)加固加固混凝土地面上有許多裂縫，這已成為影響項目質(zhì)量的一個常見問題。與此同時，對問題質(zhì)量的抱怨也逐年增加?；炷两Y(jié)構(gòu)的裂縫將對結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重損害。裂縫是影響失敗功能的一個重要因素。裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中的一種常見現(xiàn)象，也是一個難以解決的實際問題。

Abstract： With the acceleration of urban infrastructure construction， many bridges have been completed and many people have crossed the bridge. We have higher and higher concrete quality requirements in bridge engineering. In recent years， we have found many cracks on the reinforced concrete floor， which has become a common problem affecting project quality. At the same time， complaints about the quality of the problem have increased year by year. Cracks in the concrete structure will cause serious damage to the structure. Cracks are an important factor affecting the failure function. Cracks are a common phenomenon in concrete structures and a difficult practical problem to solve.

關(guān)鍵詞：橋梁工程;混凝土裂縫;裂縫控制;防治措施

Key words： bridge engineering;concrete cracks;crack control;prevention measures

中圖分類號：U445.7+2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）06-0222-03

1 ?裂縫的種類

1.1 結(jié)構(gòu)性裂縫

1.1.1 設(shè)計原因引起的裂縫

由于設(shè)計過程取決于人的操作，設(shè)計過程中也會有多種問題。問題的主要原因如下：

①計算理論選擇錯誤，結(jié)構(gòu)理論的錯誤選擇所造成的裂縫。

②計算圖的設(shè)計不符合實際的壓力狀況，造成裂縫。

③鋼筋錨固長度造成的裂縫不符合要求。

④平板結(jié)構(gòu)不正確的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致板面斷裂。

⑤組成部分的剛度程度達不到要求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)斷裂。

⑥在選擇計算模型時，主要壓力被考慮，次要壓力被忽略，部分壓力被忽略，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上的裂縫。

⑦連接部分的裂縫。

1.1.2 施工原因引起的裂縫

在施工期間，由于有大量工作人員參與施工，以及施工期間各種條件的影響，如施工成本、工作人員效率等，也會出現(xiàn)相應(yīng)的問題，主要原因如下：

①在建筑過程中，因鋼筋不合適和不具約束力而造成的裂縫。

②因早期消除緊張癥而造成的裂縫。

③建筑原材料的裂縫，不符合設(shè)計要求或不合格。

④在建造過程中，部件無法達到規(guī)定的強度要求，承受承載負荷和其他負荷積累造成的裂縫。

⑤建筑質(zhì)量造成的裂縫不符合要求。

1.1.3 使用原因引起的裂縫

由于橋梁服務(wù)時間很長，在使用時將有許多不可抗力和特殊情況。主要原因如下：

①地震等意外事故造成的結(jié)構(gòu)裂縫。

②火災(zāi)和其他事故造成的裂縫。

③建筑服務(wù)條件的變化造成的裂縫。

1.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫

1.2.1 收縮裂縫

收縮裂縫的原因是濕度變化，這是混凝土中非結(jié)構(gòu)性裂縫的主要部分。根據(jù)配置機制和收縮裂縫時間，常見的工程收縮裂縫主要包括塑性收縮裂縫，沉降收縮裂縫和干縮裂縫。此外，有自我收縮的裂縫和碳收縮的裂縫。

1.2.2 溫度裂縫

混凝土膨脹和溫度變化而縮小。如果混凝土內(nèi)部和外部的溫度差異或季節(jié)性溫度變化過大，則在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生壓力。當(dāng)熱壓力超過混凝土的拉力時，混凝土中會出現(xiàn)裂縫。

1.2.3 沉降裂縫

基礎(chǔ)承擔(dān)上層結(jié)構(gòu)負載，局部地基承載能力不平等或不平等。然而，在建筑完工后，每個部分的荷載差異都很大，導(dǎo)致對機構(gòu)的不平等調(diào)整。這種不均勻沉降在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力及剪應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力和剪切壓力超過了結(jié)構(gòu)本身的拉力和剪切力時，結(jié)構(gòu)將在最脆弱的部分產(chǎn)生裂痕，即所謂的調(diào)節(jié)裂縫。這些裂縫大部分被沖破，其位置符合沉降的方向。

2 ?混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

2.1 收縮裂縫的產(chǎn)生原因分析

2.1.1 塑性收縮裂縫

塑料收縮裂縫主要發(fā)生在新建橋梁的混凝土表面上，主要是在初始準(zhǔn)備和最后準(zhǔn)備之前。混凝土表面的水蒸發(fā)率超過了最初和最終的混凝土硬化率，從而減少了混凝土表面的水分。

主要原因如下：①混凝土澆灌后沒有及時覆蓋，表面水體蒸發(fā)得很快，導(dǎo)致大幅收縮，而此時，混凝土強度太低，無法承受變形的壓力，導(dǎo)致碎裂;②水泥數(shù)量過多、淤泥過度使用或水泥水泥比例過高;③使用彈性滲透性混凝土澆水非常干燥，無法吸收水量;④振動和壓力不足。

2.1.2 干燥收縮裂縫

這種裂縫通常發(fā)生在水泥倒出一段時間之后。其中大部分是狹小的表面裂縫，從0.05毫米到0.2毫米不等。趨勢是交叉和不規(guī)則的。然而，在有薄壁的混凝土結(jié)構(gòu)中，分配主要沿結(jié)構(gòu)的短方向;此外，改變的結(jié)構(gòu)部分和混凝土塊的平坦部分更普遍。在嚴(yán)重情況下，裂縫將逐漸從表面到內(nèi)部，從小到大，再到深，形成穿透的裂縫。

主要原因如下：①混凝土澆灌后處理不當(dāng);地表水迅速損失;體積縮小;內(nèi)部小水分變化和通貨緊縮;因此，內(nèi)部混凝土防止表面收縮變形，從而造成壓力和混凝土表面拉裂。②混凝土持續(xù)長，總通縮率很高;③泥漿含量高，梯度縮小，沙石和混凝土的強度低;④混凝土振動過大，形成漿層，表面水泥含量增加，通縮增加。

2.2 溫度裂縫的產(chǎn)生原因分析

由于混凝土內(nèi)部和外部的溫度差異或季節(jié)性溫度的過度變化，溫度形成裂縫。表面溫度裂縫不定期，通常是大面積的交叉結(jié)構(gòu)的溫度裂縫。地表溫度的裂縫通常在施工過程中發(fā)生，供應(yīng)受到溫度變化的重大影響。冬天更寬，夏天更薄。

主要原因分析：表面溫度的裂縫主要是由于溫度的重大變化。特別是在混凝土基質(zhì)在固化過程中被排放出大量水溫，內(nèi)部溫度繼續(xù)上升，在溫度不平等的情況下，混凝土表面與內(nèi)部混凝土表面之間的溫度差異較大。

當(dāng)溫度差異較低時，混凝土表面溫度將大幅變化，溫度將下降。此時，表面被內(nèi)部混凝土壓住，造成巨大的拉力，混凝土的早期拉力非常低，因此產(chǎn)生裂縫。

2.3 沉陷裂縫的產(chǎn)生原因分析

沉陷裂縫通常是深深的裂縫。影響與基礎(chǔ)調(diào)整有關(guān)，可能發(fā)生在結(jié)構(gòu)的上部或下部，通常是地面上。由于土壤的異質(zhì)性、土壤柔軟、土壤回填或水浸水、模具剛度程度不足、支撐硬度太大、支持強度太大，特別是在冬季，水土凍結(jié)后出現(xiàn)不平衡的調(diào)整，從而造成混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫。

主要原因：①結(jié)構(gòu)下的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，或土壤松散，無須施加必要的壓力和補救。澆灌混凝土后，基礎(chǔ)將產(chǎn)生不平衡的調(diào)整，導(dǎo)致裂縫。②結(jié)構(gòu)不同部分的負載團隊不需要加強。由于不穩(wěn)定的壓力和混凝土澆灌后的基數(shù)調(diào)整，壓力的濃度和結(jié)構(gòu)裂縫。③模具的僵硬程度不夠，模具的支持不足，對軟質(zhì)土壤的過度支持或早期支持疏遠，早期破壞往往導(dǎo)致定居點的不平等裂痕。在冬季建筑中，永久冰支持混凝土模板支撐。如果上層建筑無法達到所需的強度，配置就會凍結(jié)并下沉，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)衰落或裂縫。在澆混凝土?xí)r，基礎(chǔ)必須浸入水中。

3 ?橋梁工程中混凝土裂縫控制技術(shù)及防止措施

3.1 橋梁工程中混凝土裂縫控制技術(shù)

3.1.1 施工控制措施

①合理選擇原材料和提高混凝土攪拌率。

②保持溫度和維護。

③分層連續(xù)澆注或推動連續(xù)澆筑混凝土。

④降低混凝土澆的溫度。

⑤正在使用第二次振動技術(shù)提高混凝土裂縫的強度和抵抗力。

⑥冷卻水管道，以降低混凝土的內(nèi)部溫度。

⑦加強建筑管理，提高具體質(zhì)量。

3.1.2 設(shè)計控制措施

①充分利用混凝土后期強度，并試圖使用低強度混凝土。

②結(jié)構(gòu)溫度分析和壓力設(shè)計。在設(shè)計階段，由于熱應(yīng)激反應(yīng)和設(shè)計負荷，溫度場模擬和分析結(jié)構(gòu)，確定最高溫度和溫度，并測試和計算溫度和通縮強度。

③除滿足耐力和結(jié)構(gòu)要求外，混凝土必須配備鋼筋，以承受水泥濕熱和裂縫控制所產(chǎn)生的熱壓力，通過建造鋼筋控制裂縫。必須采用最小直徑和距離。

④選擇合理的結(jié)構(gòu)、部件和質(zhì)量。一個對壓力產(chǎn)生重大影響的結(jié)構(gòu)，引起溫度和裂縫的產(chǎn)生。

3.2 橋梁工程混凝土中裂縫的防止措施

3.2.1 精心設(shè)計混凝土配合比

增加結(jié)構(gòu)強化以提高對快克的抵抗力。使用小直徑和距離，整個部分的增強率在0.3%至0.5%之間。

避免突然的結(jié)構(gòu)變化和壓力集中。應(yīng)采取措施，加強易受壓力集中的脆弱聯(lián)系。為了提高混凝土的加固度和最大拉強度，在裂縫邊緣發(fā)現(xiàn)隱藏的癥狀。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，施工過程中必須充分考慮到氣候特點，并且在安裝后必須合理確定。在正常建筑條件下，頂點之間的距離必須為20米至30米，一般保留時間不得少于60天。如果具體建筑條件無法預(yù)測，可以根據(jù)具體情況臨時改變設(shè)計。

3.2.2 混凝土原材料防止措施

正確選擇減水劑和引氣劑對于減少水用量和大型混凝土體的材料消耗、提高新鮮混凝土的可操作性、提高機械、耐久性、變形和固體混凝土的熱特性具有重要作用。

3.2.3 干縮及塑性收縮裂縫的預(yù)防措施

①防止干縮裂的措施。

1）把水泥固定在一個小收縮的情況下：一般水泥比水泥水泥干得更少。

2）對混凝土混合比例進行合理調(diào)整：采用低水灰比，低單一水泥消耗，低耗水量。與此同時，沙率和使用粗沙必須盡可能減少。

3）適當(dāng)提高混凝土的拉強度。在一定數(shù)量的水泥中，減少水泥量可以提高混凝土的拉力，而不是對混凝土收縮的壓力，因為混凝土收縮有減少裂縫的趨勢。使用早強劑可以提高混凝土的早期強度，但通縮也會增加。因此，為了加強防止裂縫的安全性，應(yīng)在全面審查后采取措施。

4）在建筑過程中，必須掌握正確的振動壓力，以確?；炷恋膲嚎s，避免過度振動。加強對水的維護，確保維護的質(zhì)量，并盡可能推遲干收縮。

②防止塑性收縮裂縫的措施。

防止塑性收縮裂縫的主要措施如下：1）選擇收縮率較小，早期強度較高的波特蘭或普通硅酸鹽水泥。2）是嚴(yán)格控制水灰比，加入高效減水劑，增加混凝土的坍落度和可加工性，減少水泥和水的用量。3）在澆筑混凝土之前，基礎(chǔ)和模板應(yīng)均勻澆水并濕潤。4）及時覆蓋塑料薄膜或濕草墊等，在最終凝固前保持混凝土表面濕潤，或在混凝土表面噴涂固化劑進行維護。5）應(yīng)在高溫多風(fēng)的天氣下設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，以保持及時。

4 ?結(jié)論

混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是影響橋梁完整性、可操作性和耐力的一個非常重要的方面。一方面，橋的結(jié)構(gòu)或組成部分往往由于各種原因?qū)е露鄠€裂縫，這是不可避免的。另一方面，損害程度可以通過結(jié)構(gòu)裂縫加以控制，有害和無害之間的界限由結(jié)構(gòu)的功能確定。因此，分析混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因非常重要。

橋梁工程中的混凝土裂縫是復(fù)雜的系統(tǒng)工程。裂縫有很多原因。然而，只要各種因素的影響可以在設(shè)計、建筑技術(shù)、材料選擇和隨后的維修過程中得到充分考慮，就可以在施工過程中進行更多的觀察和總結(jié)，并與富于建筑經(jīng)驗的人一起妥善控制混凝土裂縫。

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