桥梁混凝土裂缝成因、预防与处理

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发布时间：2021-10-15

资料介绍

混凝土裂缝产生的原因
1．1荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产
生的裂缝称为荷载裂缝，分为直接应力裂缝、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。裂缝产生的原因有：
(1)设计计算阶段，结构计算不合理，受力假设
与实际受力不符，安全系数不够，不考虑施工的可
能性，构造处理不当等。
(2)施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；
随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅
自更改结构施工顺序等。
(3)使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；
受车辆、船舶的接触、撞击；发生地震、爆炸等。
次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产
生的裂缝。如桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设
置牛腿等，这难以用准确的图式进行计算，一般根
据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，
力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大
的应力集中。实际工程中，次应力是产生荷载裂缝
的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切
性质。在设计上，应注意避免结构突变f或断面突
变)，当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆
角(倒角)，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢
筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角
钢。
1．2温度变化引起的裂缝
温度裂缝主要由于混凝土内外温差过大而引
收稿日期：2014一O1—20
作者简介：赵利利(1980一)，男，北京人，工程师，从事公路桥梁施
工管理工作。
起，混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大
量的水化热 (当水泥用量在 350 550 kg／m，，每立
方米混凝土将释放出 17 500—27 500 kJ的热量，
从而使混凝土内部温度升达 7O℃ 左右甚至
10 MPa左右的拉应力 )。当拉应力超过混凝土的
抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，此种
裂缝可称为内约束裂缝。
另一方面当混凝土后期均匀降温时，由于混
凝土自身的收缩特性，会受到地基、老混凝土垫层
等的约束，在混凝土内部产生拉应力。这也会导致
裂缝的产生，此种裂缝可称为外约束裂缝。外约束
裂缝一般发生在施工后 2～3个月或更长时间，多
在结构中部产生，裂缝较深或是贯穿性的，可以破
坏结构的整体性。
温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结
构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，
裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一
般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分
段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变
化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀
引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而
冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现
会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的
抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
1．3收缩引起的裂缝
混凝土施工中为保证其和易性，混凝土中加
入的水分往往是水泥水化作用所需水分的 4～5
倍。这部分游离水蒸发后，在昆凝土内部留下许多
毛细孔，混凝土就会产生体积收缩，这种变形称为
游离水蒸发收缩。另外水泥水化作用也会引起混
凝土的体积收缩，这种变形称为混凝土自收缩。混
凝土的这种本身存在微细裂缝是它的一种特性。
根据试验测定，混凝土的最终收缩量约为