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1.裂縫形成種類(lèi)及形成原因

橋梁工程中裂縫種類(lèi)歸納起來(lái)可分為三種：一是由外荷載引起的直接應(yīng)力裂縫，即外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫；二是由外荷載引起的次應(yīng)力裂縫，即是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫；三是變形應(yīng)力引起的裂縫，這主要是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等引起結(jié)構(gòu)變形，變形受到約束時(shí)便產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)混凝土極限強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。這些裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，主要有設(shè)計(jì)原因、施工原因、材料性質(zhì)的原因，此外，外部環(huán)境等因素的影響也會(huì)產(chǎn)生裂縫。

1.1設(shè)計(jì)方面原因。

主要是設(shè)計(jì)疏漏，計(jì)算假設(shè)受力與實(shí)際受力不相符、計(jì)算模型不合理、外部荷載考慮不周全等等。

1.2施工方面原因。

不按設(shè)計(jì)圖紙施工，使結(jié)構(gòu)受力模型與設(shè)計(jì)不相符；施工中混凝土振搗不密實(shí)、初期養(yǎng)生不夠、拆除支架順序不正確；不加限制地堆放施工機(jī)具、材料，超過(guò)計(jì)算荷載；不根據(jù)預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)合理起吊、運(yùn)輸、安裝；施工蠻干、不合理使用，亂開(kāi)孔、亂埋預(yù)埋件、亂開(kāi)槽、亂支牛腿，受車(chē)輛、船舶的撞擊等都會(huì)產(chǎn)生裂縫。

1.3材料性質(zhì)原因。

水泥的反常凝固、反常膨脹、離析與泛漿以及水泥的水化熱不按規(guī)范施工；混凝土在硬化初期的體積變化和后期的干縮，若養(yǎng)生不充分；混凝土骨料的配合比、密度、空隙率、彈性模量等不合適，所有以上原因也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

1.4外部環(huán)境原因。

溫度與濕度的變化、混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差、內(nèi)部鋼筋的銹蝕、受鹽類(lèi)的化學(xué)腐蝕，車(chē)輪的磨損、地震荷載、地基變形及沉降等外部環(huán)境影響也會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.橋梁工程裂縫的預(yù)防

裂縫是混凝土本身具有的一種材料特性，讓它完全不發(fā)生是不可能的。長(zhǎng)、大、薄、高強(qiáng)的混凝土構(gòu)件是最易產(chǎn)生裂縫的混凝土構(gòu)件，而橋梁工程許多結(jié)構(gòu)具備其中一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)，如50mT梁預(yù)制具有“長(zhǎng)、大、薄、高強(qiáng)”四個(gè)特點(diǎn)；連續(xù)剛構(gòu)具有“大、薄、高強(qiáng)”三個(gè)特點(diǎn)；橋面鋪裝具備“大、薄、高強(qiáng)”的特點(diǎn)；承臺(tái)具備“大”的特點(diǎn)；防撞護(hù)欄具備“長(zhǎng)、薄”的特點(diǎn)；空心薄壁墩具備“薄、高強(qiáng)”的特點(diǎn)等。預(yù)防混凝土裂縫是在掌握一定基礎(chǔ)資料的前提下，通過(guò)科學(xué)預(yù)測(cè)及計(jì)算，優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方案，合理地組織施工，才能避免混凝土構(gòu)件中出現(xiàn)裂縫。

2.1橋梁工程裂縫的預(yù)防。

2.1.1優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.1.1.1改善配筋。

（1）薄壁結(jié)構(gòu)配筋中增設(shè)防裂筋，一般用小直徑鋼筋（φ8～φ14），小間距布置（@10～@15cm），明顯地提高混凝土抗裂性。

（2）大體積混凝土配筋中增設(shè)溫度筋，分層布置，一般用小直徑、小間距布置，提高混凝土抵抗溫度應(yīng)力所引起的混凝土變形。

（3）結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處、錨固斷面、構(gòu)件形狀突變處、預(yù)留孔道處、受力鋼筋截?cái)嗵幍热菀壮霈F(xiàn)裂縫的部位增設(shè)抗裂筋，較大孔洞有條件時(shí)可在周邊設(shè)置護(hù)邊角鋼。改善應(yīng)力集中，防止裂縫的出現(xiàn)。

2.1.1.2增加應(yīng)力釋放途徑，減少內(nèi)外約束。

（1）設(shè)立應(yīng)力釋放縫：在斷面小的結(jié)構(gòu)中（如防撞護(hù)欄）按受力特點(diǎn)規(guī)則地增設(shè)應(yīng)力釋放縫。在采取分層或分塊澆筑大體積混凝土中，合理設(shè)置水平或垂直施工縫。

（2）設(shè)置后澆縫：當(dāng)大體積混凝土平面尺寸過(guò)大時(shí)，可以適當(dāng)設(shè)置后澆縫，以減小外應(yīng)力和溫度應(yīng)力；同時(shí)增加混凝土散熱面積，降低混凝土的內(nèi)部溫度。

（3）設(shè)置滑動(dòng)層及緩沖層：對(duì)大體積混凝土基礎(chǔ)與巖石地基，或基礎(chǔ)與厚大的混凝土墊層之間設(shè)置滑動(dòng)層，如采用平面澆瀝青膠鋪砂、或刷熱瀝青、或鋪卷材。在垂直面、鍵槽部位設(shè)置緩沖層，如鋪設(shè)30～50mm厚瀝青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，釋放約束應(yīng)力。

（4）在大體積混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，預(yù)制T梁及連續(xù)剛構(gòu)中以預(yù)埋預(yù)應(yīng)力管道為冷卻水管，通入冷卻水，強(qiáng)制降低混凝土水化熱溫度。

（5）易發(fā)生裂縫的重要結(jié)構(gòu)部位混凝土設(shè)計(jì)時(shí)外摻定量的纖維材料，提高混凝土的抗拉能力，避免裂縫產(chǎn)生。2.1.1.3結(jié)構(gòu)方面。

（1）地質(zhì)勘察精度可靠、試驗(yàn)資料準(zhǔn)確，防止因基礎(chǔ)技術(shù)資料與實(shí)際有誤造成不勻均沉降而產(chǎn)生裂縫。

（2）同一聯(lián)橋梁中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類(lèi)型盡量一致，防止因混合使用不同基礎(chǔ)類(lèi)型或同時(shí)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)但基底標(biāo)高差異大時(shí)而引起地基不均勻沉降從而產(chǎn)生裂縫。

（3）避免結(jié)構(gòu)突變（或斷面突變），當(dāng)不能回避時(shí)，應(yīng)做局部處理，如轉(zhuǎn)角處做圓角，突變處做成漸變過(guò)渡。防止因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂縫。

2.1.2確定最佳配合比。

2.1.2.1選用優(yōu)質(zhì)原材料。

(1)水泥：選用水化熱較低、收縮量較小、干縮值較小、高標(biāo)號(hào)、早期強(qiáng)度較高的、含堿量較低的、初凝時(shí)間較長(zhǎng)的水泥，以減少水化熱量總量，減小溫差變化幅度，減少水泥水化時(shí)收縮量，增強(qiáng)水泥膠和物的早期強(qiáng)度，從而避免因溫差、干縮等原因產(chǎn)生裂縫。

(2)粗細(xì)集料：選用吸水率較小、收縮性較低、級(jí)配良好的骨料，控制骨料中云母、含泥量、有機(jī)質(zhì)和輕物質(zhì)和硫化物的含量，以減少骨料的收縮，增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度。

2.1.2.2確定最佳配合比。

（1）水灰比：一般來(lái)說(shuō)用水量越大，水灰比越高，混凝土干縮越大。水灰比一般控制在0.5以下。

（2）外摻礦物粉：為減小混凝土中水泥含量，減少水化熱及收縮，一般采取外摻粉煤灰等礦物粉，替代混凝土中部分水泥含量，礦物粉摻配比例宜占膠凝總量的1/4。

（3）外加劑：摻加高效減水、增塑、緩凝劑來(lái)增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，減少水化熱總量，減少混凝土干縮，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。

2.1.3定量預(yù)測(cè)。

計(jì)算大體積混凝土溫度、應(yīng)力、平均整澆長(zhǎng)度（伸縮縫間距），確定混凝土內(nèi)外最大溫差、最大應(yīng)力、最長(zhǎng)伸縮縫間距，當(dāng)其超過(guò)混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，需在施工方案中采取降溫、延長(zhǎng)溫度變化時(shí)間，或增加應(yīng)力釋放途徑，或增加伸縮縫來(lái)避免產(chǎn)生裂縫。計(jì)算支架及模板的剛度及撓度，防止因支架及模板的下沉而引起混凝土在未形成強(qiáng)度前不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。

2.1.4合理施工。

在混凝土結(jié)構(gòu)立模、澆筑、預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過(guò)程中，必須合理組織施工，防止因施工原因產(chǎn)生裂縫。

2.1.4.1混凝土立模與支架。

模板與支架必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。支架設(shè)置在具有足夠強(qiáng)度的地基上，防止因不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。在支架拆除時(shí)，施工順序正確，避免由于產(chǎn)生瞬時(shí)動(dòng)荷載而導(dǎo)致的對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊作用而產(chǎn)生的裂縫。

2.1.4.2混凝土澆筑。

（1）混凝土施工時(shí)，必須嚴(yán)格按照規(guī)范施工，盡量克服由于材料性質(zhì)所產(chǎn)生的裂縫。

（2）混凝土攪拌與運(yùn)輸時(shí)，要合理確定施工時(shí)間的長(zhǎng)短，防止混凝土水灰比加大，避免混凝土凝結(jié)硬化時(shí)收縮量增加，防止水分蒸發(fā)過(guò)多，引起混凝土塌落度過(guò)低，使混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

（3）混凝土振搗時(shí)，防止過(guò)振、漏振及振搗不密實(shí)，嚴(yán)禁出現(xiàn)混凝土中粗細(xì)骨料不均勻、硬化后沉落過(guò)大及成型后出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕等現(xiàn)象，避免混凝土抵抗裂縫的抗拉強(qiáng)度降低、塑性收縮及成為荷載裂縫的起點(diǎn)。

（4）混凝土分層或分段澆筑時(shí)，接頭部位處理好，防止在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。澆筑時(shí)分層適度，使混凝土中水化熱合理散發(fā)。

（5）混凝土初期養(yǎng)護(hù)時(shí)不得急劇干燥或早期受凍，防止混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫、局部剝落，或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。

（6）在長(zhǎng)、高較大而寬度較小（一般小于80cm）、配筋較多、預(yù)留孔道較多的結(jié)構(gòu)（如50mT梁腹板、懸臂澆筑連續(xù)剛構(gòu)腹板等）混凝土澆筑振搗時(shí)，采用多種方法澆筑，可避免振搗控制不力及蜂窩、麻面、空洞的產(chǎn)生。2.1.4.3預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸、堆放、吊裝。

預(yù)制構(gòu)件堆放時(shí)，支承墊木在一條垂直線上，懸臂不能過(guò)長(zhǎng)，運(yùn)輸過(guò)程中防止劇烈顛撞，吊裝時(shí)吊點(diǎn)位置恰當(dāng)，在剛度較小的方向設(shè)置可靠的加固措施等，均可避免應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生。

2.1.5實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.1.5.1支架及模板變形監(jiān)控。

對(duì)于重要結(jié)構(gòu)部位，如懸臂施工剛構(gòu)0#塊支架、掛藍(lán)、連續(xù)箱梁滿堂支架等施工前要進(jìn)行等荷載預(yù)壓，實(shí)際測(cè)得變形值，施工時(shí)據(jù)實(shí)測(cè)變形值預(yù)設(shè)預(yù)拱度。

澆筑混凝土過(guò)程中，專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查支架及模板穩(wěn)定性，準(zhǔn)備必需的工具、材料，在發(fā)現(xiàn)變形時(shí)，在混凝土處于流態(tài)時(shí)及時(shí)支護(hù)。

2.1.5.2混凝土配合比監(jiān)控。

實(shí)測(cè)粗細(xì)骨料含水量，計(jì)算出施工配合比。攪拌過(guò)程中，水量通過(guò)時(shí)間來(lái)控制，粗細(xì)骨料及水泥、外摻礦粉通過(guò)電子計(jì)量來(lái)控制，外加劑通過(guò)量杯保證按施工配合比攪拌混凝土，嚴(yán)禁隨意更改水灰比。

2.1.5.3溫度監(jiān)控。

（1）控制混凝土入模溫度低于30℃，實(shí)時(shí)監(jiān)控構(gòu)件中混凝土終凝前內(nèi)外溫度，尤其是澆筑后1天～3天內(nèi)水化熱高峰時(shí)。

（2）實(shí)測(cè)循環(huán)冷卻降溫管進(jìn)出口水溫，據(jù)內(nèi)外溫差值確定冷卻水流量、冷卻水溫度，保證混凝土內(nèi)外溫差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

3.裂縫處理

對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫，需要根據(jù)實(shí)際情況采取不同的方法進(jìn)行處理。一般來(lái)說(shuō)，混凝土裂縫的處理方法通常主要有：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌逢封堵法，結(jié)構(gòu)加固法等。

3.1表面修補(bǔ)法。

表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開(kāi)裂，通常采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

3.2灌漿、嵌逢封堵法。

灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

3.3結(jié)構(gòu)加固法。

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

3.4混凝土置換法。

混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

4.結(jié)語(yǔ)

總之，要減少橋梁裂縫，首先應(yīng)從設(shè)計(jì)入手，然后抓好施工中的每一道工序的質(zhì)量，并對(duì)混凝土材料及外部環(huán)境多做調(diào)查、研究與實(shí)驗(yàn)，把裂縫的危害降低到最低程度。

【摘要】本文闡述了橋梁工程中混凝土裂縫產(chǎn)生的種類(lèi)及原因，提出了預(yù)防措施及處理方法。

【關(guān)鍵詞】橋梁；混凝土；裂縫；原因分析；預(yù)防措施；處理方法

【Abstract】Inthisarticle,cracksinconcretebridgeconstructiontypesandcausesandrecommendingpreventivemeasuresandtreatment.

【Keywords】Bridge;Concrete;Crack;Reasonanalysis;Preventivemeasures;Treatment

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參考文獻(xiàn)

［1］王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制［M］．北京：中國(guó)建筑工業(yè)，1997

［2］彭立海、閻士勤、張春生、翟建.大體積混凝土溫控與防裂2005.11

［3］鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展.混凝土，2002.5〖ZK)〗