摘要:裂縫是鋼筋混凝土橋梁中普遍存在的現(xiàn)象,它不僅影響橋梁的外觀,影響橋梁的耐久性,甚至嚴(yán)重影響橋梁的安全性,引起交通事故;使橋梁的承載能力和使用壽命遭受削弱。本文對混凝土橋梁裂縫的原因進(jìn)行論述。
關(guān)鍵詞:混凝土,橋梁,裂縫
Abstract:Thecracksinthereinforcedconcretebridgeisubiquitous,itnotonlyaffectstheappearanceofthebridge,affectingthedurabilityofthebridge,orevenseriouslyaffectthesafetyofthebridge,causingtrafficaccidents;sothattheloadcarryingcapacityandreducedservicelife.Inthispaper,cracksinconcretebridgeonthecause.
Keywords:concretebridgecracks
一、.前言
改革開放以來,我國經(jīng)濟(jì)狀況得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,交通基礎(chǔ)建設(shè)也隨之有所提高。一座座美麗的復(fù)式立交橋展現(xiàn)在我們面前;炷潦钱(dāng)今世界
建筑結(jié)構(gòu)中使用最為廣泛的建筑材料,但它的使用也存在著不足之處。在橋梁建筑和使用過程中,由于混凝土裂縫影響工程質(zhì)量,甚至造成橋梁坍塌。要想預(yù)防事故的發(fā)生,就必須對混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因從多方面進(jìn)行分析,歸納,以便在設(shè)計(jì)、施工中研究出有效的、可行的方法。
二、混凝土裂縫的分類
混凝土在大自然的變化條件下,硬化并產(chǎn)生體積變形。由于各種原材料變形不一致,互相約束而產(chǎn)生的初級壓力(拉應(yīng)力和剪應(yīng)力),造成原材料本身之間出現(xiàn)肉眼看不見砼部固有的裂縫,這種裂縫的分不規(guī)則且不連貫,寬度0.05mm以下,稱之為微觀裂縫。在荷載不超過設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下,一般視為無害,但在荷載作用下,或進(jìn)一步產(chǎn)生溫差、干縮的情況下,裂縫開始發(fā)展,并逐漸互相串通,從而出現(xiàn)較大的肉眼看得到的裂縫,寬度在0.05mm以上,稱之為宏觀裂縫。
三、混凝土橋梁裂縫的原因
混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的形式和種類是多種多樣的,有自然環(huán)境因素產(chǎn)生的、有設(shè)計(jì)不合理因素產(chǎn)生的、有施工過程中各種因素組合產(chǎn)生的、有養(yǎng)護(hù)不當(dāng)產(chǎn)生的,要想找出解決混凝土橋梁裂縫有效的、可行的辦法,就必須從這些產(chǎn)生原因深入思考。
1、自然因素產(chǎn)生的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),溫度變化是引起鋼筋混凝土裂縫的主要自然因素。溫差會使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生移位和變形,當(dāng)其受到約束,導(dǎo)致局部應(yīng)力過大,從而出現(xiàn)裂縫,溫度裂縫的走向一般無規(guī)律,深層或貫穿裂縫的走向一般與主筋平行或接近平行。溫度應(yīng)力也與橋梁所處的地理位置有關(guān),處于比較穩(wěn)定的海洋性氣候中的橋梁要比處于大陸性氣候中的橋梁有利一些;在城市內(nèi)的橋梁要比跨河的或山區(qū)的橋梁有利。另外,橋梁結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力與太陽照射及照射面的顏色均有很大的關(guān)系。當(dāng)橋梁受太陽暴曬后,溫度會比其他部位高,溫度梯度呈非線分布,由于受到自身的約束作用,導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大,出現(xiàn)裂縫。冬季,吸水飽和的混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力;同時混凝土膠孔中的過冷水在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重新分布引起滲透壓,使混凝土強(qiáng)度降低導(dǎo)致裂縫出現(xiàn),成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%--50%.
2、設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生的裂縫
在設(shè)計(jì)計(jì)算階段,結(jié)構(gòu)受力假設(shè)和實(shí)際受力不符,計(jì)算模型不合理,荷載少算或漏算,內(nèi)力與配筋計(jì)算錯誤,結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面承載力不足,鋼筋溫度偏低或布置錯誤,結(jié)構(gòu)鋼度不足,結(jié)構(gòu)處理不當(dāng),都會產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。
橋梁設(shè)計(jì)人員往往只滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要,而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計(jì)、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足,亢余性;有的計(jì)算圖式和受力路線不明確,造成局部受力過大;有的混凝土強(qiáng)度等級過低、保護(hù)層厚度過小、鋼筋直徑過細(xì)、構(gòu)件截面過薄。我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)混凝土橋梁豎向有截面突變的地方很容易產(chǎn)生裂縫,為了避免此現(xiàn)象出現(xiàn),在設(shè)計(jì)期間應(yīng)多從方面考慮。
我國現(xiàn)行的公路橋涵規(guī)范規(guī)定:橋梁應(yīng)根據(jù)所在公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和將來的發(fā)展需要,按照適用、經(jīng)濟(jì)、安全和美觀的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),這些要求基本上包括了人們關(guān)心的所有重要的問題;炷翗蛄壕唧w的設(shè)計(jì)過程是按承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)來進(jìn)行的。按承載能力極限狀態(tài)是控制結(jié)構(gòu)在喪失服務(wù)能力臨界狀態(tài)時的承載能力,其設(shè)計(jì)的基本原則是要求荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值要小于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值。同時利用荷載安全系數(shù)、材料安全系數(shù)及工作條件系數(shù)來考慮不確定因素作用下的結(jié)構(gòu)總體的安全儲備,是一種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。按正常使用極限狀態(tài)時控制結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)時應(yīng)力,裂縫和變形小于一個限定植,即使用容許裂縫寬度來控制混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3、施工過程中產(chǎn)生的裂縫
在橋梁建造中,有相當(dāng)一部分的鋼筋混凝土橋梁的裂縫是由于施工方面原因造成的,施工機(jī)具、材料堆放不合理;預(yù)制結(jié)構(gòu)翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝不當(dāng),造成結(jié)構(gòu)受力不合理;不按設(shè)計(jì)圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序;改變結(jié)構(gòu)受力模式;都會導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)。
在高空澆筑混凝土,不注意風(fēng)速、烈日等因素,會使混凝土收縮值變大而產(chǎn)生裂縫;澆搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過振或振棒抽撤過快,會影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生,模板剛度不足,按縫處理不當(dāng),保護(hù)層厚度不夠或鋼筋被擾動,模板漏漿,支撐不沉,拆模過早,初期受凍,都是施工過程中容易導(dǎo)致裂縫的原因。
4、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫
保濕養(yǎng)護(hù)是極為重要的,其目的是:減少混凝土表面熱擴(kuò)散,減少內(nèi)外溫度;延緩散熱時間,控制降溫速率,有利于混凝土強(qiáng)度增長和應(yīng)力松弛,避免產(chǎn)生貫穿裂縫。在表面需要時及時用草席、草袋覆蓋,并灑水或儲水養(yǎng)護(hù)。夏天延長養(yǎng)護(hù)時間,寒冷季節(jié)爭取保溫措施,保護(hù)混凝土表面,特別是薄壁結(jié)構(gòu)延長拆模時間,可延緩降溫,是混凝土中心與表面溫度差減小,防治急劇降溫產(chǎn)生裂縫。
混凝土澆搗后,之所以能逐漸凝結(jié)硬化,主要是因?yàn)樗嗨ㄗ饔玫慕Y(jié)果,而水化作用則需要適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件,因此為了保證混凝土有適宜的硬化條件,使其強(qiáng)度不斷增長,必須對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。砼(混凝土)的養(yǎng)護(hù)目的,一是創(chuàng)造各種條件使水泥充分水化,加速砼硬化:二是防止砼成型后暴曬、風(fēng)吹、寒冷等條件而出現(xiàn)的不正常收縮、裂縫等破損現(xiàn)象。砼養(yǎng)護(hù)法分為自然養(yǎng)護(hù)和加熱仰浮兩種:現(xiàn)澆砼在正常條件下通常采用自然養(yǎng)護(hù)。自然養(yǎng)護(hù)基本要求:在澆筑完成后,12h以內(nèi)應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù);砼強(qiáng)度未達(dá)到C12以前,嚴(yán)禁任何人在上面行走、安裝模板支架,更不得作沖擊性或上面任何劈打的操作
四、結(jié)束語
目前,學(xué)術(shù)界對鋼筋混凝土裂縫的原因有不同的觀點(diǎn),從橋梁起初設(shè)計(jì)到開始作業(yè)這一過程,牽涉到許多環(huán)節(jié),而某一環(huán)節(jié)稍有疏忽,均可能使鋼筋混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫。只有搞清楚了裂縫的機(jī)理,才能對癥下藥,只有合理的處置措施,才能使國家有限的建設(shè)資金發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此,我們要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理,平時多觀察、對比較,出現(xiàn)問題后多分析,多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,鋼筋混凝土橋梁裂縫才能更好的避免。
參考
文獻(xiàn) 。1]國家自然科學(xué)基本課題報(bào)告,《建筑工程裂縫機(jī)理與防治指南》,2003年
。2]公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD62-2004),中華人民共和國交通部
。3]黃軍生,鋼筋混凝土橋梁裂縫成因綜述
世界橋梁,2002
[4]魯海潮橋梁混凝土裂縫的成因及防治探索(J.交通科技.2007.3)
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