談混凝土橋梁裂縫成因處治方法

摘要：混凝土橋梁裂縫是目前擺在養(yǎng)護管理者面前的一種新的難題，本文結(jié)合特克斯公路段管養(yǎng)的S316線86 00-K134 000路段的橋梁狀況，分析混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與影響因素，通過去年在實際工作中引進了一種新材料、新工藝“壁可”注入法應(yīng)用對混凝土裂縫進行處治修復(fù)，其產(chǎn)生的整體效果較好。就此淺談一些自己的認(rèn)識。
　　
關(guān)鍵詞：橋梁；裂縫；原因分析；處治方法
　　
　　前言：隨著經(jīng)濟發(fā)展，公路建設(shè)取得突飛猛進的發(fā)展，在橋梁建造和使用過程中，因裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致橋梁垮塌的報道屢見不鮮�；炷�土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。如果采取一定的技術(shù)措施，加強施工質(zhì)量管理的力度，混凝土開裂是可以克服和控制的。通過近幾年橋涵養(yǎng)護管理工作的實際經(jīng)驗，對混凝土裂縫本文初步分析了混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因，淺談一些自己的看法。
　　
　　1荷載引起的裂縫原因
　　
　　1.1設(shè)計計算階段，結(jié)構(gòu)計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計算錯誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮施工的可能性；設(shè)計斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)；設(shè)計圖紙交代不清等。
　　1.2施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設(shè)計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。
　　1.3使用階段，超出設(shè)計載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。在超載車輛日益增加的今天，對設(shè)計荷載較低的橋梁就會造成板底裂縫。比如，Ｓ３１６線Ｋ１０３＋６２０哈拉布拉中橋，由于超載車輛外荷載作用，造成橋板產(chǎn)生了裂縫。
　　
　　2溫度變化引起的裂縫
　　
　　引起溫度變化主要因素有：
　　2.1日照：橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。日照和下述驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。
　　2.2水化熱：出現(xiàn)在施工過程中，大體積混凝土（厚度超過2.0米）澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內(nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。施工中應(yīng)根據(jù)實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單位用量，必要時可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行內(nèi)部散熱，或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。
　　
　　 3收縮引起的裂縫
　　
　　3.1塑性收縮：在施工過程中、混凝土澆筑后4-5小時左右，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，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級很大，可達1%左右。
　　3.2縮水收縮（干縮）�；炷�土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。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(dāng)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。
　　3.3自生收縮。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)，且可以是正的（即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土），也可以是負(fù)的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土）。
　　混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細(xì)，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。
　　
　　4地基礎(chǔ)變形引起的裂縫
　　
　　地質(zhì)勘察精度不夠、試驗資料不準(zhǔn)；地基地質(zhì)差異太大；結(jié)構(gòu)荷載差異太大；結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大；水毀對橋梁基礎(chǔ)的沖刷；地基凍脹；橋梁建成以后，原有地基條件變化。
　　
　　5施工材料質(zhì)量引起的裂縫
　　
　　混凝土主要由水泥、砂、集料、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，是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因。
　　5.1水泥
　�。�1）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）當(dāng)水泥含堿量較高（例如超過0.6%），同時又使用含有堿活性的骨料，可能導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)。
　　5.2砂、石、集料
　　砂石的粒徑、級配、雜質(zhì)含量。
　　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(xì)砂，后果更嚴(yán)重。
　　5.3拌和水及外加劑。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。采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應(yīng)有影響。
　　
　　6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(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型常見的有：
　　6.1混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。
　　6.2混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，既塑性收縮裂縫。
　　6.3混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。
　　6.4混凝土初期養(yǎng)護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的 收縮裂縫。
　　6.5混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。采用分段現(xiàn)澆時，先將混凝土接觸面鑿毛、清洗不好，新舊混凝土之間粘結(jié)力小，或后澆混凝土養(yǎng)護不到位，導(dǎo)致混凝土收縮而引起裂縫。
　　6.6施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。
　　6.7施工質(zhì)量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料計量不準(zhǔn)，結(jié)果造成混凝土強

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