混凝土橋梁裂縫的成因與處理方法

　　摘要：混凝土因其取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風化、養(yǎng)護費用低，成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料。混凝土最主要的缺點是抗拉能力差，容易開裂。其實，如果采取一定的設計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。

關鍵詞：混凝土橋梁裂縫種類;成因

實際上，混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要原因?；炷翗蛄毫芽p的種類，就其產生的原因，大致可劃分如下幾種：

一、荷載引起的裂縫

1.1直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫。裂縫產生的原因有：

1.1.1設計計算階段，結構計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結構受力假設與實際受力不符；荷載少算或漏算；內力與配筋計算錯誤；結構安全系數(shù)不夠。結構設計時不考慮施工的可能性；設計斷面不足；鋼筋設置偏少或布置錯誤；結構剛度不足；構造處理不當；設計圖紙交代不清等。

1.1.2施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預制結構結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式；不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。

1.1.3使用階段，超出設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、大雪、地震、爆炸等。

1.2次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。裂縫產生的原因有：

1.2.1在設計外荷載作用下，由于結構物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮，從而在某些部位引起次應力導致結構開裂。例如兩鉸拱橋拱腳設計時常采用布置"X"形鋼筋、同時削減該處斷面尺寸的辦法設計鉸，理論計算該處不會存在彎矩，但實際該鉸仍然能夠抗彎，以至出現(xiàn)裂縫而導致鋼筋銹蝕。

1.2.2橋梁結構中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設置牛腿等，在常規(guī)計算中難以用準確的圖式進行模擬計算，一般根據(jù)經(jīng)驗設置受力鋼筋。研究表明，受力構件挖孔后，力流將產生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產生巨大的應力集中。在長跨預應力連續(xù)梁中，經(jīng)常在跨內根據(jù)截面內力需要截斷鋼束，設置錨頭，而在錨固斷面附近經(jīng)常可以看到裂縫。因此，若處理不當，在這些結構的轉角處或構件形狀突變處、受力鋼筋截斷處容易出現(xiàn)裂縫。

二、溫度變化引起的裂縫

橋梁結構能夠觀察到的嚴重裂縫損害,很多都是由于溫度引起的內應力和約束應力所造成的?；炷辆哂袩崦浝淇s性質,當外部環(huán)境或結構內部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形,若變形受到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。

以下情況易產生溫度裂縫:薄、厚構件的連接處易發(fā)生裂縫;在箱形橋梁中,當橋面板的溫度與底板溫度有較大差別時,箱形梁腹板處容易開裂;澆筑大體積混凝土時,由于產生水化熱,致使混凝土內外溫差過大,使得混凝土表面開裂:混凝土在降溫收縮時受到約束,內部產生拉應力,混凝土也容易開裂。此外,蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時若施工措施不當,混凝土驟冷驟熱,內外溫度不均,也易導致裂縫的產生。

三、鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2~4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，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，結構承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。

要防止鋼筋銹蝕，設計時應根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度；施工時應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，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區(qū)尤其應慎重。

四、施工材料質量引起的裂縫

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