混凝土結構裂縫的成因複雜而繁多,甚至多種因素相互影響,但每一條裂縫均有其產生的主要原因。
1、混凝土與鋼筋混凝土簡支梁橋的常見裂縫
1.1網狀裂縫
網狀裂縫發生在各種跨度的梁上。這種裂縫細小,寬度約為0.03~0.05mm,用手觸及有凸起感覺,網狀裂縫多為混凝土收縮所引起的表麵龜裂。
1.2下緣受拉區的裂縫
這種裂縫多發生於梁跨中部,梁跨度越大,裂縫越多。它自下翼緣向上發展,至翼緣與梁肋相接處停止。裂縫間距約0.1~0.2m,寬度約為0.03~0.1mm.跨度<10m的梁,其裂縫少而細小(寬度0.03mm以下)。下緣受拉區的裂縫多為混凝土收縮和梁受撓曲所產生的裂縫。
1.3腹板上的豎向裂縫
腹板上的豎向裂縫最為常見,也是較為嚴重的一種裂縫。當跨徑>12m時,其裂縫多位於薄腹部分。在梁的半高線附近裂縫寬度較大,一般在0.15~0.3mm.當梁跨徑<10m時,其裂縫較細小且多數裂縫係由梁肋向上延伸,上端至腹板頂部。這種裂縫多係設計不當、施工質量不良、養護不及時或溫度及周圍環境條件不良的影響所致。
1.4腹板上的斜向裂縫
腹板上的斜向裂縫是鋼筋混凝土梁中出現最多的一種裂縫,且多在跨中兩側,離跨中越遠傾斜角越大,反之較小。傾角約在15°~45°之間,第一道裂縫多出現在距支座0.5~1.0m處,裂縫寬度一般在0.3mm以下。它係設計上的缺陷,主拉應力較計算值大,混凝土不能負擔而造成的。
1.5運梁不當引起的上部裂縫
運送梁時支撐點沒有放在梁的兩端吊點上(偏向跨中),支撐點處上部出現負彎矩而引起開裂。
1.6梁端上部裂縫
由於墩台產生不均勻沉降,形成梁端局部支撐壓力增大,產生局部應力所致。裂縫由下往上開裂,嚴重者寬度可達0.3mm以上。
1.7梁側水平裂縫
梁側水平裂縫近似水平方向的層裂縫,多為施工不當引起,如分層灌築、間隔時間太長。
1.8梁底縱向裂縫
梁底縱向裂縫是沿下翼緣主筋方向的裂縫,是由混凝土保護層過薄或摻入氯鹽等速凝劑所造成。
2、預應力混凝土梁、懸臂梁與連續梁橋的常見裂縫
2.1先張法梁梁端錨固處的裂縫
這種裂縫均起始於張拉端麵,寬度約為0.1mm左(zuo)右(you),長(chang)度(du)一(yi)般(ban)隻(zhi)延(yan)伸(shen)至(zhi)擴(kuo)大(da)部(bu)分(fen)的(de)變(bian)截(jie)麵(mian)處(chu)。它(ta)是(shi)由(you)於(yu)在(zai)兩(liang)組(zu)張(zhang)拉(la)鋼(gang)筋(jin)之(zhi)間(jian)梁(liang)端(duan)混(hun)凝(ning)土(tu)處(chu)於(yu)受(shou)力(li)區(qu),或(huo)因(yin)錨(mao)頭(tou)處(chu)應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)和(he)錨(mao)頭(tou)產(chan)生(sheng)的(de)楔(xie)形(xing)作(zuo)用(yong)而(er)使(shi)錨(mao)頭(tou)附(fu)近(jin)產(chan)生(sheng)細(xi)小(xiao)水(shui)平(ping)裂(lie)縫(feng)。
2.2後張法梁梁端(或其他部位)錨固處的裂縫
通常發生在梁端或預應力筋錨固處,裂縫比較短小。發生在梁端時多與鋼絲束方向一致,在錨固處時與梁縱軸多呈30°~45°角。在運營初期有所發展,但不嚴重,以後會趨於穩定。這種裂縫主要由於端部應力集中,混凝土質量不良所致。
2.3腹板收縮裂縫
大多在脫模後2~3天內發生,裂縫通常從上梁肋到下梁肋,整個腹板裂通,寬度一般為0.2~0.4mm,施加預應力後大多會閉合。這種裂縫多為混凝土收縮和溫差所致,如極低的外界溫度,混凝土未保溫養生,使應力分布不均。
2.4懸臂梁剪切裂縫
剪切裂縫出現在腹板上,看起來近似按45°角傾斜,一般出現在支點與反彎點之間的區域。剪切裂縫產生的主要原因是:預應力不足;超載的永久荷載;二次應力;wenduzuoyongdeng。ciwai,shejizhongquefaduiduoshixiangliangfubanneijianlifenbuderenshi,shejishiweikaolvhengjiemiandeshijibianxing,meiyouzhongfujiansuanlijinjieduanchudezuoyoujiemianshouliqingkuang。
2.5懸臂箱梁錨固後接縫中的裂縫
懸臂箱梁在連續力筋錨固齒板後麵的底板內會產生裂縫,並有可能向著腹板擴展,裂縫與梁縱軸呈30°~45°角(jiao)。產(chan)生(sheng)這(zhe)種(zhong)裂(lie)縫(feng)的(de)原(yuan)因(yin)是(shi)由(you)於(yu)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)作(zuo)用(yong)麵(mian)積(ji)小(xiao),產(chan)生(sheng)的(de)局(ju)部(bu)應(ying)力(li)過(guo)大(da),或(huo)者(zhe)由(you)於(yu)頂(ding)底(di)板(ban)中(zhong)力(li)筋(jin)錨(mao)具(ju)之(zhi)間(jian)水(shui)平(ping)方(fang)向(xiang)錯(cuo)開(kai)的(de)距(ju)離(li)太(tai)小(xiao)。
2.6底板裂縫
箱梁板上發生不規則裂縫,是由於梁模向受力性能與橫向不變形截麵顯得有很大的不同,即由於腹部與底板受力不均所致。
2.7箱梁彎曲裂縫
混凝土抗拉能力不足,會導致箱梁彎曲裂縫的產生。在分段式箱梁中,一般出現在接縫內或接縫附近,梁底裂縫可達0.1~0.2mm.彎曲裂縫一般很小,結構不受損傷,但在荷載反複作用下(汽車動力荷載及溫度梯度)裂縫有可能會擴大。
2.8連續梁彎曲裂縫
在連續梁中,正彎矩區的梁底部和負彎矩區的頂部可能發現這種裂縫。彎曲裂縫主要是由於混凝土抗拉能力不足引起的。
2.9預應力梁下翼緣的縱向裂縫
這種裂縫為預應力梁中最嚴重的一種裂縫,多發生在梁端第一、二節間的下緣側麵及梁底,或腹板與下翼緣交界處,少數發生在腹板上。這種裂縫一般處於最外的一排鋼絲束部位,寬度為0.05~0.1mm.產生原因是由於下翼緣受到過高的縱向壓力,保護層太薄或混凝土質量不好所致。
3、拱橋、桁架拱橋與剛架橋的常見裂縫
石砌拱橋中最容易出現裂縫的地方是拱頂附近的下部,裂縫有時可一直延伸到拱上結構(邊牆)。此ci外wai,在zai拱gong圈quan表biao麵mian有you時shi會hui產chan生sheng和he拱gong圈quan平ping行xing的de裂lie縫feng,如ru拱gong圈quan和he邊bian牆qiang用yong不bu同tong材cai料liao砌qi築zhu,在zai接jie緣yuan處chu也ye會hui發fa生sheng裂lie縫feng。裂lie縫feng最zui初chu出chu現xian時shi較jiao小xiao,但dan以yi後hou在zai外wai界jie因yin素su的de作zuo用yong下xia會hui逐zhu漸jian擴kuo大da。
空腹式鋼筋混凝土拱橋在拱腳、立柱、立柱與拱圈相接的地方可能會出現裂縫。
鋼筋混凝土雙曲拱橋常見裂縫有:主拱圈拱腳處上緣出現橫貫裂縫、主拱圈跨中截麵肋波接合麵的環向裂縫、腹拱板沿橋寬的橫向裂縫、拱波沿橋縱向裂縫、立柱與蓋梁混凝土剝落露筋並有壓裂現象。
桁架拱橋常見裂縫有:靠近橋頭橋麵由於受負彎矩作用,多出現沿橋寬方向的橫向裂縫、立杆與上下弦杆接合處的裂縫;當跨徑較大,架片分段預製並采用現澆混凝土接頭或鋼板接頭時,受荷載反複作用而出現施工接頭的拉裂。
鋼gang架jia拱gong橋qiao由you於yu支zhi點dian的de不bu均jun勻yun沉chen陷xian,致zhi使shi剛gang架jia各ge點dian產chan生sheng附fu加jia彎wan矩ju,橫heng梁liang左zuo節jie點dian處chu為wei負fu彎wan矩ju,梁liang頂ding為wei受shou拉la區qu,因yin此ci橫heng梁liang左zuo端duan產chan生sheng從cong上shang向xiang下xia開kai展zhan的de裂lie縫feng,右you端duan產chan生sheng由you下xia向xiang上shang的de裂lie縫feng,左zuo側ce支zhi柱zhu上shang側ce產chan生sheng從cong外wai向xiang內nei的de水shui平ping裂lie縫feng。
4、橋梁梁體裂縫的處治方法
橋梁梁體裂縫常用的處治方法主要有:
1)xiaoliefenghuomeiyoujiegouzuoyongdeliefengkecaiyongfengbichuli,ruyonghuanyangshuzhijiaotufengbi,huoyonggongjuyanliefengluolumianjuhuozao,shifengkuodachengcaoxinghuokouhou,jiangliefengliangbian5~10mm範圍內處理幹淨,然後用各種粘結材料進行填充封閉。
2)當鋼筋混凝土構件產生主拉應力裂縫(不是很嚴重)時,可采用在裂縫處加箍使裂縫封閉的方法。箍可用扁鋼焊成或圓鋼製成,可直箍也可斜箍,其方向與裂縫垂直。
3)注射環氧樹脂膠液並加配鋼筋,具體做法是鑽與結構麵成45°並與裂縫成90°交叉的孔(按裂縫長度,可鑽3~4個孔),然ran後hou分fen別bie插cha入ru鋼gang筋jin,再zai在zai孔kong中zhong與yu裂lie縫feng中zhong注zhu入ru環huan氧yang樹shu脂zhi膠jiao液ye封feng閉bi裂lie縫feng與yu孔kong洞dong,使shi鋼gang筋jin與yu原yuan構gou件jian形xing成cheng一yi個ge整zheng體ti,從cong而er達da到dao加jia強qiang截jie麵mian強qiang度du的de目mu的de。
4)鋼板粘帖修補,即用環氧基液粘結劑塗在整個鋼板上,然後將其壓粘於待修補的裂縫位置上。為使鋼板粘貼牢固,一般多采用壓貼法,也可采用在鋼板與被修補構件表層空隙內注入粘貼劑的注入法。鋼板可以是整塊鋼板,也可按照裂縫位置采用帶狀鋼板,如在修補懸臂梁掛梁處裂縫時,兩種鋼板都可采用。
在檢測橋梁梁體裂縫時,要正確地判斷出裂縫產生的原因,有針對性地采取有效方法對裂縫進行維修。
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