二、混凝土橋梁裂縫種類、成因 實際上,混凝土結構liefengdechengyinfuzaerfanduo,shenzhiduozhongyinsuxianghuyingxiang,danmeiyitiaoliefengjunyouqichanshengdeyizhonghuojizhongzhuyaoyuanyin。hunningtuqiaoliangliefengdezhonglei,jiuqichanshengdeyuanyin,dazhikehuafenruxiajizhong: 1、荷載引起的裂縫 混凝土橋梁在常規靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫,歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。 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)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;結構安全係數不夠。結構設計時不考慮施工的可能性;設計斷麵不足;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。(2)施工階段,不加限製地堆放施工機具、材料;不了解預製結構結構受力特點,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。(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;發生大風、大雪、地震、爆炸等。
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)zaishejiwaihezaizuoyongxia,youyujiegouwudeshijigongzuozhuangtaitongchangguijisuanyouchuruhuojisuanbukaolv,congerzaimouxiebuweiyinqiciyinglidaozhijiegoukailie。liruliangjiaogongqiaogongjiaoshejishichangcaiyongbuzhi“X”形鋼筋、同時削減該處斷麵尺寸的辦法設計鉸,理論計算該處不會存在彎矩,但實際該鉸仍然能夠抗彎,以至出現裂縫而導致鋼筋鏽蝕。(2)橋梁結構中經常需要鑿槽、開洞、設she置zhi牛niu腿tui等deng,在zai常chang規gui計ji算suan中zhong難nan以yi用yong準zhun確que的de圖tu式shi進jin行xing模mo擬ni計ji算suan,一yi般ban根gen據ju經jing驗yan設she置zhi受shou力li鋼gang筋jin。研yan究jiu表biao明ming,受shou力li構gou件jian挖wa孔kong後hou,力li流liu將jiang產chan生sheng繞rao射she現xian象xiang,在zai孔kong洞dong附fu近jin密mi集ji,產chan生sheng巨ju大da的de應ying力li集ji中zhong。在zai長chang跨kua預yu應ying力li連lian續xu梁liang中zhong,經jing常chang在zai跨kua內nei根gen據ju截jie麵mian內nei力li需xu要yao截jie斷duan鋼gang束shu,設she置zhi錨mao頭tou,而er在zai錨mao固gu斷duan麵mian附fu近jin經jing常chang可ke以yi看kan到dao裂lie縫feng。因yin此ci,若ruo處chu理li不bu當dang,在zai這zhe些xie結jie構gou的de轉zhuan角jiao處chu或huo構gou件jian形xing狀zhuang突tu變bian處chu、受力鋼筋截斷處容易出現裂縫。 實際工程中,次應力裂縫是產生荷載裂縫的最常見原因。次應力裂縫多屬張拉、劈裂、剪(jian)切(qie)性(xing)質(zhi)。次(ci)應(ying)力(li)裂(lie)縫(feng)也(ye)是(shi)由(you)荷(he)載(zai)引(yin)起(qi),僅(jin)是(shi)按(an)常(chang)規(gui)一(yi)般(ban)不(bu)計(ji)算(suan),但(dan)隨(sui)著(zhe)現(xian)代(dai)計(ji)算(suan)手(shou)段(duan)的(de)不(bu)斷(duan)完(wan)善(shan),次(ci)應(ying)力(li)裂(lie)縫(feng)也(ye)是(shi)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)合(he)理(li)驗(yan)算(suan)的(de)。例(li)如(ru)現(xian)在(zai)對(dui)預(yu)應(ying)力(li)、徐變等產生的二次應力,不少平麵杆係有限元程序均可正確計算,但在40年前卻比較困難。在設計上,應注意避免結構突變(或斷麵突變),當dang不bu能neng回hui避bi時shi,應ying做zuo局ju部bu處chu理li,如ru轉zhuan角jiao處chu做zuo圓yuan角jiao,突tu變bian處chu做zuo成cheng漸jian變bian過guo渡du,同tong時shi加jia強qiang構gou造zao配pei筋jin,轉zhuan角jiao處chu增zeng配pei斜xie向xiang鋼gang筋jin,對dui於yu較jiao大da孔kong洞dong有you條tiao件jian時shi可ke在zai周zhou邊bian設she置zhi護hu邊bian角jiao鋼gang。荷he載zai裂lie縫feng特te征zheng依yi荷he載zai不bu同tong而er異yi呈cheng現xian不bu同tong的de特te點dian。這zhe類lei裂lie縫feng多duo出chu現xian在zai受shou拉la區qu、受(shou)剪(jian)區(qu)或(huo)振(zhen)動(dong)嚴(yan)重(zhong)部(bu)位(wei)。但(dan)必(bi)須(xu)指(zhi)出(chu),如(ru)果(guo)受(shou)壓(ya)區(qu)出(chu)現(xian)起(qi)皮(pi)或(huo)有(you)沿(yan)受(shou)壓(ya)方(fang)向(xiang)的(de)短(duan)裂(lie)縫(feng),往(wang)往(wang)是(shi)結(jie)構(gou)達(da)到(dao)承(cheng)載(zai)力(li)極(ji)限(xian)的(de)標(biao)誌(zhi),是(shi)結(jie)構(gou)破(po)壞(huai)的(de)前(qian)兆(zhao),其(qi)原(yuan)因(yin)往(wang)往(wang)是(shi)截(jie)麵(mian)尺(chi)寸(cun)偏(pian)小(xiao)。根(gen)據(ju)結(jie)構(gou)不(bu)同(tong)受(shou)力(li)方(fang)式(shi),產(chan)生(sheng)的(de)裂(lie)縫(feng)特(te)征(zheng)如(ru)下(xia):(1)中心受拉。裂縫貫穿構件橫截麵,間距大體相等,且垂直於受力方向。采用螺紋鋼筋時,裂縫之間出現位於鋼筋附近的次裂縫。(2)中心受壓。沿構件出現平行於受力方向的短而密的平行裂縫。(3)shouwan。wanjuzuidajiemianfujincongshoulaqubianyankaishichuxianyushoulafangxiangchuizhideliefeng,bingzhujianxiangzhonghezhoufangxiangfazhan。caiyongluowengangjinshi,liefengjiankejianjiaoduandeciliefeng。dangjiegoupeijinjiaoshaoshi,liefengshaoerkuan,jiegoukenengfashengcuixingpohuai。(4)大偏心受壓。大偏心受壓和受拉區配筋較少的小偏心受壓構件,類似於受彎構件。(5)小偏心受壓。小偏心受壓和受拉區配筋較多的大偏心受壓構件,類似於中心受壓構件。(6)受剪。當箍筋太密時發生斜壓破壞,沿梁端腹部出現大於45°方向的斜裂縫;當箍筋適當時發生剪壓破壞,沿梁端中下部出現約45°方向相互平行的斜裂縫。(7)受扭。構件一側腹部先出現多條約45°方向斜裂縫,並向相鄰麵以螺旋方向展開。(8)受衝切。沿柱頭板內四側發生約45°方向斜麵拉裂,形成衝切麵。(9)局部受壓。在局部受壓區出現與壓力方向大致平行的多條短裂縫。 2、溫度變化引起的裂縫 hunningtujuyourezhanglengsuoxingzhi,dangwaibuhuanjinghuojiegouneibuwendufashengbianhua,hunningtujiangfashengbianxing,ruobianxingzaodaoyueshu,zezaijiegouneijiangchanshengyingli,dangyinglichaoguohunningtukanglaqiangdushijichanshengwenduliefeng。zaimouxiedakuajingqiaoliangzhong,wenduyinglikeyidadaoshenzhichaochuhuozaiyingli。wenduliefengqubieqitaliefengzuizhuyaotezhengshijiangsuiwendubianhuaerkuozhanghuohelong。yinqiwendubianhuazhuyaoyinsuyou:(1)年溫差。一年中四季溫度不斷變化,但變化相對緩慢,對橋梁結構的影響主要是導致橋梁的縱向位移,一般可通過橋麵伸縮縫、支座位移或設置柔性墩等構造措施相協調,隻有結構的位移受到限製時才會引起溫度裂縫,例如拱橋、剛(gang)架(jia)橋(qiao)等(deng)。我(wo)國(guo)年(nian)溫(wen)差(cha)一(yi)般(ban)以(yi)一(yi)月(yue)和(he)七(qi)月(yue)月(yue)平(ping)均(jun)溫(wen)度(du)的(de)作(zuo)為(wei)變(bian)化(hua)幅(fu)度(du)。考(kao)慮(lv)到(dao)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)蠕(ru)變(bian)特(te)性(xing),年(nian)溫(wen)差(cha)內(nei)力(li)計(ji)算(suan)時(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)彈(dan)性(xing)模(mo)量(liang)應(ying)考(kao)慮(lv)折(zhe)減(jian)。(2)日照。橋麵板、主zhu梁liang或huo橋qiao墩dun側ce麵mian受shou太tai陽yang曝pu曬shai後hou,溫wen度du明ming顯xian高gao於yu其qi它ta部bu位wei,溫wen度du梯ti度du呈cheng非fei線xian形xing分fen布bu。由you於yu受shou到dao自zi身shen約yue束shu作zuo用yong,導dao致zhi局ju部bu拉la應ying力li較jiao大da,出chu現xian裂lie縫feng。日ri照zhao和he下xia述shu驟zhou然ran降jiang溫wen是shi導dao致zhi結jie構gou溫wen度du裂lie縫feng的de最zui常chang見jian原yuan因yin。(3)驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日(ri)落(luo)等(deng)可(ke)導(dao)致(zhi)結(jie)構(gou)外(wai)表(biao)麵(mian)溫(wen)度(du)突(tu)然(ran)下(xia)降(jiang),但(dan)因(yin)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)相(xiang)對(dui)較(jiao)慢(man)而(er)產(chan)生(sheng)溫(wen)度(du)梯(ti)度(du)。日(ri)照(zhao)和(he)驟(zhou)然(ran)降(jiang)溫(wen)內(nei)力(li)計(ji)算(suan)時(shi)可(ke)采(cai)用(yong)設(she)計(ji)規(gui)範(fan)或(huo)參(can)考(kao)實(shi)橋(qiao)資(zi)料(liao)進(jin)行(xing),混(hun)凝(ning)土(tu)彈(dan)性(xing)模(mo)量(liang)不(bu)考(kao)慮(lv)折(zhe)減(jian)。(4)水化熱。出現在施工過程中,大體積混凝土(厚度超過2.0米)澆(jiao)築(zhu)之(zhi)後(hou)由(you)於(yu)水(shui)泥(ni)水(shui)化(hua)放(fang)熱(re),致(zhi)使(shi)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)很(hen)高(gao),內(nei)外(wai)溫(wen)差(cha)太(tai)大(da),致(zhi)使(shi)表(biao)麵(mian)出(chu)現(xian)裂(lie)縫(feng)。施(shi)工(gong)中(zhong)應(ying)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang),盡(jin)量(liang)選(xuan)擇(ze)水(shui)化(hua)熱(re)低(di)的(de)水(shui)泥(ni)品(pin)種(zhong),限(xian)製(zhi)水(shui)泥(ni)單(dan)位(wei)用(yong)量(liang),減(jian)少(shao)骨(gu)料(liao)入(ru)模(mo)溫(wen)度(du),降(jiang)低(di)內(nei)外(wai)溫(wen)差(cha),並(bing)緩(huan)慢(man)降(jiang)溫(wen),必(bi)要(yao)時(shi)可(ke)采(cai)用(yong)循(xun)環(huan)冷(leng)卻(que)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)內(nei)部(bu)散(san)熱(re),或(huo)采(cai)用(yong)薄(bo)層(ceng)連(lian)續(xu)澆(jiao)築(zhu)以(yi)加(jia)快(kuai)散(san)熱(re)。(5)蒸汽養護或冬季施工時施工措施不當,混凝土驟冷驟熱,內外溫度不均,易出現裂縫。(6)預製T梁之間橫隔板安裝時,支座預埋鋼板與調平鋼板焊接時,若焊接措施不當,鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱張拉法張拉預應力構件時,預應力鋼材溫度可升高至350℃,混(hun)凝(ning)土(tu)構(gou)件(jian)也(ye)容(rong)易(yi)開(kai)裂(lie)。試(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming),由(you)火(huo)災(zai)等(deng)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)高(gao)溫(wen)燒(shao)傷(shang)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du)隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)升(sheng)高(gao)而(er)明(ming)顯(xian)降(jiang)低(di),鋼(gang)筋(jin)與(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)粘(zhan)結(jie)力(li)隨(sui)之(zhi)下(xia)降(jiang),混(hun)凝(ning)土(tu)溫(wen)度(du)達(da)到(dao)300℃後抗拉強度下降50%,抗壓強度下降60%,光圓鋼筋與混凝土的粘結力下降80%;由於受熱,混凝土體內遊離水大量蒸發也可產生急劇收縮。 3、收縮引起的裂縫 在實際工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中,塑性收縮和縮水收縮(幹縮)是發生混凝土體積變形的主要原因,另外還有自生收縮和炭化收縮。(1)塑性收縮。發生在施工過程中、混凝土澆築後4~5小xiao時shi左zuo右you,此ci時shi水shui泥ni水shui化hua反fan應ying激ji烈lie,分fen子zi鏈lian逐zhu漸jian形xing成cheng,出chu現xian泌mi水shui和he水shui分fen急ji劇ju蒸zheng發fa,混hun凝ning土tu失shi水shui收shou縮suo,同tong時shi骨gu料liao因yin自zi重zhong下xia沉chen,因yin此ci時shi混hun凝ning土tu尚shang未wei硬ying化hua,稱cheng為wei塑su性xing收shou縮suo。塑su性xing收shou縮suo所suo產chan生sheng量liang級ji很hen大da,可ke達da1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋,便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎向變截麵處如T梁、xiangliangfubanyudingdibanjiaojiechu,yinyinghuaqianchenshibujunyunjiangfashengbiaomiandeshunfubanfangxiangliefeng。weijianxiaohunningtusuxingshousuo,shigongshiyingkongzhishuihuibi,bimianguochangshijiandejiaoban,xialiaobuyitaikuai,zhendaoyaomishi,shuxiangbianjiemianchuyifencengjiaozhu。(2)縮水收縮(幹縮)。混凝土結硬以後,隨著表層水分逐步蒸發,濕度逐步降低,混凝土體積減小,稱為縮水收縮(幹縮)。因混凝土表層水分損失快,內部損失慢,因此產生表麵收縮大、內(nei)部(bu)收(shou)縮(suo)小(xiao)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)收(shou)縮(suo),表(biao)麵(mian)收(shou)縮(suo)變(bian)形(xing)受(shou)到(dao)內(nei)部(bu)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)約(yue)束(shu),致(zhi)使(shi)表(biao)麵(mian)混(hun)凝(ning)土(tu)承(cheng)受(shou)拉(la)力(li),當(dang)表(biao)麵(mian)混(hun)凝(ning)土(tu)承(cheng)受(shou)拉(la)力(li)超(chao)過(guo)其(qi)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)時(shi),便(bian)產(chan)生(sheng)收(shou)縮(suo)裂(lie)縫(feng)。混(hun)凝(ning)土(tu)硬(ying)化(hua)後(hou)收(shou)縮(suo)主(zhu)要(yao)就(jiu)是(shi)縮(suo)水(shui)收(shou)縮(suo)。如(ru)配(pei)筋(jin)率(lv)較(jiao)大(da)的(de)構(gou)件(jian)(超過3%),鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯,混凝土表麵容易出現龜裂裂紋。(3)自生收縮。自生收縮是混凝土在硬化過程中,水泥與水發生水化反應,這種收縮與外界濕度無關,且可以是正的(即收縮,如普通矽酸鹽水泥混凝土),也可以是負的(即膨脹,如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土)。(4)炭化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發生化學反應引起的收縮變形。炭化收縮隻有在濕度50%左右才能發生,且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。炭化收縮一般不做計算。 混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表麵裂縫,裂縫寬度較細,且縱橫交錯,成龜裂狀,形狀沒有任何規律。 研究表明,影響混凝土收縮裂縫的主要因素有:(1)水泥品種、標號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高,普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥標號越低、單位體積用量越大、磨(mo)細(xi)度(du)越(yue)大(da),則(ze)混(hun)凝(ning)土(tu)收(shou)縮(suo)越(yue)大(da),且(qie)發(fa)生(sheng)收(shou)縮(suo)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang)。例(li)如(ru),為(wei)了(le)提(ti)高(gao)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)強(qiang)度(du),施(shi)工(gong)時(shi)經(jing)常(chang)采(cai)用(yong)強(qiang)行(xing)增(zeng)加(jia)水(shui)泥(ni)用(yong)量(liang)的(de)做(zuo)法(fa),結(jie)果(guo)收(shou)縮(suo)應(ying)力(li)明(ming)顯(xian)加(jia)大(da)。(2)骨料品種。骨料中石英、石灰岩、白雲岩、花崗岩、長石等吸水率較小、收縮性較低;而砂岩、板岩、角閃岩等吸水率較大、收縮性較高。另外骨料粒徑大收縮小,含水量大收縮越大。 (3)水灰比。用水量越大,水灰比越高,混凝土收縮越大。 (4)外摻劑。外摻劑保水性越好,則混凝土收縮越小。 (5)養護方法。良好的養護可加速混凝土的水化反應,獲得較高的混凝土強度。養護時保持濕度越高、氣溫越低、養護時間越長,則混凝土收縮越小。蒸汽養護方式比自然養護方式混凝土收縮要小。 (6)外界環境。大氣中濕度小、空氣幹燥、溫度高、風速大,則混凝土水分蒸發快,混凝土收縮越快。 (7)振搗方式及時間。機械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小。振搗時間應根據機械性能決定,一般以5~15s/次為宜。時間太短,振搗不密實,形成混凝土強度不足或不均勻;時間太長,造成分層,粗骨料沉入底層,細骨料留在上層,強度不均勻,上層易發生收縮裂縫。 對於溫度和收縮引起的裂縫,增配構造鋼筋可明顯提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁結構(壁厚20~60cm)。構造上配筋宜優先采用小直徑鋼筋(φ8~φ14)、小間距布置(@10~@15cm),全截麵構造配筋率不宜低於0.3%,一般可采用0.3%~0.5%。 4、地基礎變形引起的裂縫 由於基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結構中產生附加應力,超出混凝土結構的抗拉能力,導致結構開裂。基礎不均勻沉降的主要原因有: (1)地質勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質情況就設計、shigong,zheshizaochengdijibujunyunchenjiangdezhuyaoyuanyin。biruqiulingquhuoshanlingquqiaoliang,kanchashizuankongjianjutaiyuan,erdijiyanmianqifuyouda,kanchabaogaobunengchongfenfanyingshijidizhiqingkuang。(2)dijidizhichayitaida。jianzaozaishanqugougudeqiaoliang,hegouchudedizhiyushanpochubianhuajiaoda,hegouzhongshenzhicunzairuanruodiji,dijituyouyubutongyasuoxingyinqibujunyunchenjiang。(3)結jie構gou荷he載zai差cha異yi太tai大da。在zai地di質zhi情qing況kuang比bi較jiao一yi致zhi條tiao件jian下xia,各ge部bu分fen基ji礎chu荷he載zai差cha異yi太tai大da時shi,有you可ke能neng引yin起qi不bu均jun勻yun沉chen降jiang,例li如ru高gao填tian土tu箱xiang形xing涵han洞dong中zhong部bu比bi兩liang邊bian的de荷he載zai要yao大da,中zhong部bu的de沉chen降jiang就jiu要yao比bi兩liang邊bian大da,箱xiang涵han可ke能neng開kai裂lie。(4)結jie構gou基ji礎chu類lei型xing差cha別bie大da。同tong一yi聯lian橋qiao梁liang中zhong,混hun合he使shi用yong不bu同tong基ji礎chu如ru擴kuo大da基ji礎chu和he樁zhuang基ji礎chu,或huo同tong時shi采cai用yong樁zhuang基ji礎chu但dan樁zhuang徑jing或huo樁zhuang長chang差cha別bie大da時shi,或huo同tong時shi采cai用yong擴kuo大da基ji礎chu但dan基ji底di標biao高gao差cha異yi大da時shi,也ye可ke能neng引yin起qi地di基ji不bu均jun勻yun沉chen降jiang。(5)分fen期qi建jian造zao的de基ji礎chu。在zai原yuan有you橋qiao梁liang基ji礎chu附fu近jin新xin建jian橋qiao梁liang時shi,如ru分fen期qi修xiu建jian的de高gao速su公gong路lu左zuo右you半ban幅fu橋qiao梁liang,新xin建jian橋qiao梁liang荷he載zai或huo基ji礎chu處chu理li時shi引yin起qi地di基ji土tu重zhong新xin固gu結jie,均jun可ke能neng對dui原yuan有you橋qiao梁liang基ji礎chu造zao成cheng較jiao大da沉chen降jiang。(6)地基凍脹。在低於零度的條件下含水率較高的地基土因冰凍膨脹;一旦溫度回升,凍土融化,地基下沉。因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降。(7)橋梁基礎置於滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質時,可能造成不均勻沉降。(8)橋梁建成以後,原有地基條件變化。大多數天然地基和人工地基浸水後,尤其是素填土、黃土、pengzhangtudengteshudijitu,tutiqiangduyushuixiajiang,yasuobianxingjiada。zairuantudijizhong,yinrengongchoushuihuoganhanjijiedaozhidixiashuiweixiajiang,dijitucengzhongxingujiexiachen,tongshiduijichudeshangfulijianxiao,fumozulizengjia,jichushouhejiada。youxieqiaoliangjichumaizhiguoqian,shouhongshuichongshua、淘挖,基礎可能位移。地麵荷載條件的變化,如橋梁附近因塌方、山體滑坡等原因堆置大量廢方、砂石等,橋址範圍土層可能受壓縮再次變形。因此,使用期間原有地基條件變化均可能造成不均勻沉降。 對於拱橋等產生水平推力的結構物,對地質情況掌握不夠、設計不合理和施工時破壞了原有地質條件是產生水平位移裂縫的主要原因。 5、鋼筋鏽蝕引起的裂縫 由you於yu混hun凝ning土tu質zhi量liang較jiao差cha或huo保bao護hu層ceng厚hou度du不bu足zu,混hun凝ning土tu保bao護hu層ceng受shou二er氧yang化hua碳tan侵qin蝕shi炭tan化hua至zhi鋼gang筋jin表biao麵mian,使shi鋼gang筋jin周zhou圍wei混hun凝ning土tu堿jian度du降jiang低di,或huo由you於yu氯lv化hua物wu介jie入ru,鋼gang筋jin周zhou圍wei氯lv離li子zi含han量liang較jiao高gao,均jun可ke引yin起qi鋼gang筋jin表biao麵mian氧yang化hua膜mo破po壞huai,鋼gang筋jin中zhong鐵tie離li子zi與yu侵qin入ru到dao混hun凝ning土tu中zhong的de氧yang氣qi和he水shui分fen發fa生sheng鏽xiu蝕shi反fan應ying,其qi鏽xiu蝕shi物wu氫qing氧yang化hua鐵tie體ti積ji比bi原yuan來lai增zeng長chang約yue2~4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(bo)離(li),沿(yan)鋼(gang)筋(jin)縱(zong)向(xiang)產(chan)生(sheng)裂(lie)縫(feng),並(bing)有(you)鏽(xiu)跡(ji)滲(shen)到(dao)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)。由(you)於(yu)鏽(xiu)蝕(shi),使(shi)得(de)鋼(gang)筋(jin)有(you)效(xiao)斷(duan)麵(mian)麵(mian)積(ji)減(jian)小(xiao),鋼(gang)筋(jin)與(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)握(wo)裹(guo)力(li)削(xue)弱(ruo),結(jie)構(gou)承(cheng)載(zai)力(li)下(xia)降(jiang),並(bing)將(jiang)誘(you)發(fa)其(qi)它(ta)形(xing)式(shi)的(de)裂(lie)縫(feng),加(jia)劇(ju)鋼(gang)筋(jin)鏽(xiu)蝕(shi),導(dao)致(zhi)結(jie)構(gou)破(po)壞(huai)。 要防止鋼筋鏽蝕,設計時應根據規範要求控製裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度(當然保護層亦不能太厚,否則構件有效高度減小,受力時將加大裂縫寬度);shigongshiyingkongzhihunningtudeshuihuibi,jiaqiangzhendao,baozhenghunningtudemishixing,fangzhiyangqiqinru,tongshiyangekongzhihanlvyandewaijiajiyongliang,yanhaidiquhuoqitacunzaifushixingqiangdekongqi、地下水地區尤其應慎重。 6、 凍脹引起的裂縫 大氣氣溫低於零度時,吸水飽和的混凝土出現冰凍,遊離的水轉變成冰,體積膨脹9%,因而混凝土產生膨脹應力;同時混凝土凝膠孔中的過冷水(結冰溫度在-78度以下)在(zai)微(wei)觀(guan)結(jie)構(gou)中(zhong)遷(qian)移(yi)和(he)重(zhong)分(fen)布(bu)引(yin)起(qi)滲(shen)透(tou)壓(ya),使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)膨(peng)脹(zhang)力(li)加(jia)大(da),混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du)降(jiang)低(di),並(bing)導(dao)致(zhi)裂(lie)縫(feng)出(chu)現(xian)。尤(you)其(qi)是(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)初(chu)凝(ning)時(shi)受(shou)凍(dong)最(zui)嚴(yan)重(zhong),成(cheng)齡(ling)後(hou)混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du)損(sun)失(shi)可(ke)達(da)30%~50%。冬季施工時對預應力孔道灌漿後若不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。 溫度低於零度和混凝土吸水飽和是發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過多;混凝土水灰比偏大、振搗不密實;養護不力使混凝土早期受凍等,均可能導致混凝土凍脹裂縫。冬季施工時,采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養護以及在混凝土拌和水中摻入防凍劑(但氯鹽不宜使用),可保證混凝土在低溫或負溫條件下硬化。 7、施工材料質量引起的裂縫 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量不合格,可能導致結構出現裂縫。(1)水泥 1)水(shui)泥(ni)安(an)定(ding)性(xing)不(bu)合(he)格(ge),水(shui)泥(ni)中(zhong)遊(you)離(li)的(de)氧(yang)化(hua)鈣(gai)含(han)量(liang)超(chao)標(biao)。氧(yang)化(hua)鈣(gai)在(zai)凝(ning)結(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)水(shui)化(hua)很(hen)慢(man),在(zai)水(shui)泥(ni)混(hun)凝(ning)土(tu)凝(ning)結(jie)後(hou)仍(reng)然(ran)繼(ji)續(xu)起(qi)水(shui)化(hua)作(zuo)用(yong),可(ke)破(po)壞(huai)已(yi)硬(ying)化(hua)的(de)水(shui)泥(ni)石(shi),使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)下(xia)降(jiang)。 2)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,從而導致混凝土開裂。 3)當水泥含堿量較高(例如超過0.6%),同時又使用含有堿活性的骨料,可能導致堿骨料反應。(2)砂、石骨料 砂石的粒徑、級配、雜質含量。砂石粒徑太小、級配不良、空kong隙xi率lv大da,將jiang導dao致zhi水shui泥ni和he拌ban和he水shui用yong量liang加jia大da,影ying響xiang混hun凝ning土tu的de強qiang度du,使shi混hun凝ning土tu收shou縮suo加jia大da,如ru果guo使shi用yong超chao出chu規gui定ding的de特te細xi砂sha,後hou果guo更geng嚴yan重zhong。砂sha石shi中zhong雲yun母mu的de含han量liang較jiao高gao,將jiang削xue弱ruo水shui泥ni與yu骨gu料liao的de粘zhan結jie力li,降jiang低di混hun凝ning土tu強qiang度du。砂sha石shi中zhong含han泥ni量liang高gao,不bu僅jin將jiang造zao成cheng水shui泥ni和he拌ban和he水shui用yong量liang加jia大da,而er且qie還hai降jiang低di混hun凝ning土tu強qiang度du和he抗kang凍dong性xing、抗(kang)滲(shen)性(xing)。砂(sha)石(shi)中(zhong)有(you)機(ji)質(zhi)和(he)輕(qing)物(wu)質(zhi)過(guo)多(duo),將(jiang)延(yan)緩(huan)水(shui)泥(ni)的(de)硬(ying)化(hua)過(guo)程(cheng),降(jiang)低(di)混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du),特(te)別(bie)是(shi)早(zao)期(qi)強(qiang)度(du)。砂(sha)石(shi)中(zhong)硫(liu)化(hua)物(wu)可(ke)與(yu)水(shui)泥(ni)中(zhong)的(de)鋁(lv)酸(suan)三(san)鈣(gai)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying),體(ti)積(ji)膨(peng)脹(zhang)2.5倍。(3)拌和水及外加劑 拌ban和he水shui或huo外wai加jia劑ji中zhong氯lv化hua物wu等deng雜za質zhi含han量liang較jiao高gao時shi對dui鋼gang筋jin鏽xiu蝕shi有you較jiao大da影ying響xiang。采cai用yong海hai水shui或huo含han堿jian泉quan水shui拌ban製zhi混hun凝ning土tu,或huo采cai用yong含han堿jian的de外wai加jia劑ji,可ke能neng對dui堿jian骨gu料liao反fan應ying有you影ying響xiang。 8、施工工藝質量引起的裂縫 在混凝土結構澆築、構件製作、起模、運輸、堆放、拚裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理、施工質量低劣,容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表麵的、深進的和貫穿的各種裂縫,特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異,比較典型常見的有:(1)hunningtubaohucengguohou,huoluancaiyibangzhadeshangcenggangjin,shichengshoufuwanjudeshoulijinbaohucengjiahou,daozhigoujiandeyouxiaogaodujianxiao,xingchengyushouligangjinchuizhifangxiangdeliefeng。(2)混凝土振搗不密實、不均勻,出現蜂窩、麻麵、空洞,導致鋼筋鏽蝕或其它荷載裂縫的起源點。(3)混hun凝ning土tu澆jiao築zhu過guo快kuai,混hun凝ning土tu流liu動dong性xing較jiao低di,在zai硬ying化hua前qian因yin混hun凝ning土tu沉chen實shi不bu足zu,硬ying化hua後hou沉chen實shi過guo大da,容rong易yi在zai澆jiao築zhu數shu小xiao時shi後hou發fa生sheng裂lie縫feng,既ji塑su性xing收shou縮suo裂lie縫feng。(4)混凝土攪拌、運輸時間過長,使水分蒸發過多,引起混凝土塌落度過低,使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。(5)混凝土初期養護時急劇幹燥,使得混凝土與大氣接觸的表麵上出現不規則的 收縮裂縫。(6)用(yong)泵(beng)送(song)混(hun)凝(ning)土(tu)施(shi)工(gong)時(shi),為(wei)保(bao)證(zheng)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)流(liu)動(dong)性(xing),增(zeng)加(jia)水(shui)和(he)水(shui)泥(ni)用(yong)量(liang),或(huo)因(yin)其(qi)它(ta)原(yuan)因(yin)加(jia)大(da)了(le)水(shui)灰(hui)比(bi),導(dao)致(zhi)混(hun)凝(ning)土(tu)凝(ning)結(jie)硬(ying)化(hua)時(shi)收(shou)縮(suo)量(liang)增(zeng)加(jia),使(shi)得(de)混(hun)凝(ning)土(tu)體(ti)積(ji)上(shang)出(chu)現(xian)不(bu)規(gui)則(ze)裂(lie)縫(feng)。(7)混凝土分層或分段澆築時,接頭部位處理不好,易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。如混凝土分層澆築時,後澆混凝土因停電、下雨等原因未能在前澆混凝土初凝前澆築,引起層麵之間的水平裂縫;采用分段現澆時,先澆混凝土接觸麵鑿毛、清洗不好,新舊混凝土之間粘結力小,或後澆混凝土養護不到位,導致混凝土收縮而引起裂縫。(8)混凝土早期受凍,使構件表麵出現裂紋,或局部剝落,或脫模後出現空鼓現象。(9)施工時模板剛度不足,在澆築混凝土時,由於側向壓力的作用使得模板變形,產生與模板變形一致的裂縫。(10)施工時拆模過早,混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。(11)施工前對支架壓實不足或支架剛度不足,澆築混凝土後支架不均勻下沉,導致混凝土出現裂縫。(12)裝配式結構,在構件運輸、堆放時,支承墊木不在一條垂直線上,或懸臂過長,或運輸過程中劇烈顛撞;吊裝時吊點位置不當,T梁等側向剛度較小的構件,側向無可靠的加固措施等,均可能產生裂縫。(13)安裝順序不正確,對產生的後果認識不足,導致產生裂縫。如鋼筋混凝土連續梁滿堂支架現澆施工時,鋼筋混凝土牆式護欄若與主梁同時澆築,拆架後牆式護欄往往產生裂縫;拆架後再澆築護欄,則裂縫不易出現。(14)施工質量控製差。任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料計量不準,結果造成混凝土強度不足和其他性能(和易性、密實度)下降,導致結構開裂。
三、總結: 一座橋梁從建成到使用,牽涉到設計、施工、監理、運營管理等各個方麵。由上述可知,設計疏漏、施工低劣、監理不力,均可能使混凝土橋梁出現裂縫。因此,嚴格按照國家有關規範、技術標準進行設計、shigonghejianli,shibaozhengjiegouanquannaiyongdeqiantihejichu。zaiyunyingguanliguochengzhong,jinyibujiaqiangxunzhaheguanli,jishifaxianhechuliwenti,yeshixiangdangzhongyaodeyigehuanjie。
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