cq_qg 发表于 2007-6-3 19:41:30

混凝土桥梁裂缝的成因及处理办法

混凝土结构裂缝的成因复杂、繁多,有时多种因素互相影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:

  一是荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,主要有直接裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

  二是温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要牲是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。

  三是收缩引起的裂缝。在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明,影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。

  四是地基变形引起的裂缝。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:地质勘察精度不够、试验资料不准;地基地质差异太大;结构荷载差异太大;结构基础类型差别太大;地在冻胀;桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。

  五是钢筋锈蚀引起的裂缝。要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

  六是冻胀引起的裂缝。大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水(结冰温度在-78度以下)在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,成龄后混凝土强度损失可达30%-50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

  七是施工材料质量引起的裂缝。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。如:水泥、砂、石骨料、以及拌和水及外加剂等。

  八是施工工艺质量引起的裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向等各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。

对混凝土裂缝的处理建议

  一是表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法,表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的裂缝,不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴寂(木工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

  二是填充法:用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝(0.3mm),作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、以及小规模

  裂缝的简易处理可采用取开V型槽,然后作填充处理。

  三是灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。

  四是结构补强法:因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。

  五是混凝土裂缝处理效果的检查:包括修补材料试验;钻芯取样试验;压水试验;压气试验等。

  由上述可知,设计疏漏、施工低劣、监理不力,均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,也是相当重要的环节。

queenson 发表于 2007-10-10 11:17:44

对表面处理的补充

对裂缝处理的主要原因是:防止水气,或者是含盐量较高的空气通过裂缝与结构物内部的钢筋接触,引起钢筋的锈蚀,从而导致钢筋体积膨胀而使保护层破坏,进而破坏整体结构。
    因此我的修补方法是:
   1、水泥收缩引起的干缩裂缝(未到钢筋的)凿毛表面,用钢刷清洗表面,采用水泥浆面涂抹;
      2、对于裂缝透到钢筋的,先采用环氧树脂涂抹(起到致密的作用)再利用水泥浆涂抹(或者是玻璃纤维贴面)。

queenson 发表于 2007-10-10 11:31:03

对于0.3mm范围裂缝的补充

依据《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》建筑构件控制裂缝最大宽度为0.3mm
依据《桥规(JTG D62)》规定:最大裂缝控制宽度为0.2mm。
因此我觉得当宽度大于0.3mm的裂缝出现时,要考虑做桥梁的专项检测(例如:静载或者动载实验)再来决定是否采用普通的修补;
如果是结构问题则采用加固的方案;否则再进行修补。

sj78820 发表于 2007-10-11 16:04:37

太好了 正好可以用在我的论文上了

superhugo 发表于 2007-10-11 19:05:50

楼主对裂缝的产生原因算是归纳得比较全面了。值得好好研究一下。更重要的,是要根据裂缝产生的机理来最大程度地控制裂缝的产生,对带裂缝工作的构件,要保证其裂缝不会超出规范的规定值。

tjbridger 发表于 2007-10-12 16:15:34

回复 主题 的帖子

从力法原理来看,“四是地基变形引起的裂缝”是不是可以被归结到“一是荷载引起的裂缝”中去呢。

tjbridger 发表于 2007-10-12 16:17:34

现在设计带裂缝工作的桥梁是不是已经过时了?既然用了预应力,尽量使得桥梁满足规范规定的全预应力结构的要求好些吧

superhugo 发表于 2007-10-12 20:08:54

这不是过时不过时的问题。规范上面对此也是做出了明确的规定。将预应力结构分为A类构件和B类构件等。如果所有的预应力结构都设计为A类预应力构件,实质上是没有必要的,也会造成浪费。带裂缝工作的构件并不可怕。只要裂缝不恶性发展就行了。

hljhrb 发表于 2007-10-13 22:05:54

裂缝对设计来讲很正常,但管理者就非常敏感了,认为结构有裂缝就是有问题了。
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