1、I 网络教育学院 专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目 ： 浅谈桥梁裂缝产生的 原因 与处理措施 学习中心： 福建三明 奥鹏学习中心 7B 层 次： 高中起点专科 专 业： 土木工程（道桥方向） 年 级： 10 年 春 季 学 号： 201004722860 学 生： 谢 远 林 指导教师： 杨 岳 峰 完成日期： 2012 年 2 月 4 日 浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 I 内容摘要 桥梁工程施工及竣工后使用中，裂缝的产生会严重影响桥梁质量，以及桥梁的使用寿命，因此全面分析桥梁混凝土裂缝产生的原因，采取积极有效的解决方案，意义重大。文章阐述了混凝土裂缝产生的原因，分析了裂缝控制措施和
2、处理方法，以延长混凝土桥梁的使用寿命。 关键词 ：桥梁；裂缝；原因；控制措施；处理 方法 浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 II 目 录 内容摘要 . I 引 言 . 1 1 混凝土桥梁裂缝种类、成因 . 2 1.1 混凝土桥梁裂缝的种类 . 2 1.2 混凝土桥梁裂缝的产生原因 . 2 1.2.1 荷载引起的裂缝 . 2 1.2.2 温度变化引 起的裂缝 . 2 1.2.3 收缩引起的裂缝分析 . 3 1.2.4 地基基础变形引起的裂缝 . 3 1.2.5 钢筋锈蚀引起的裂缝 . 4 1.2.6 施工引起的裂缝 . 4 2 桥梁裂缝控制和处理技术措施 . 6 2.1 工程概况 . 6 2.2
3、 上部结构及桥墩盖梁裂缝的处理 . 6 2.3 桥面混凝土破损、裂缝的处理措施 . 6 2.4 支座老化、开裂的处理措施 . 7 2.5 墩台开裂的处理措施 . 7 结束语 . 9 参考文献 . 10 浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 1 引 言 随着我 国经济的快速发展，各地区的 交通基础建设 发展速度正在加快，新建桥梁工程越来越多，在桥梁建造和使用过程中，因混凝土出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的质量事故屡见不鲜。 事实上，在梁桥开工建设前采取一些优良的设计和施工措施，很多裂缝是可以加以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝影响桥梁的质量
4、，本文对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较为全面的分析、总结，以方便今后在设计、施工中找出控制裂缝的可行办法，以达到防范于未然的作用，为各地区的经济发展提供更有力的交通保证 。 浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 2 1 混凝土桥梁裂缝种类、成因 1.1 混凝土桥梁裂缝的种类 混凝土桥梁裂缝的种类有： 荷载引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、收缩引起的裂缝、地基基础变形引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施工引起的裂缝 。 1.2 混凝土桥梁裂缝的产生原因 实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。 本文以 三明市三元区莘口镇黄砂大桥为例
5、子进行分析。 1.2.1 荷载引起的裂缝 桥梁施工与普通路面施工不同的是普通路面有地基，而桥梁 是依靠力学结构架设的基础，因此桥梁本身对力比较敏感，不管是在施工前的设计方面，还是在施工中的具体运作上都要考虑外力给桥梁造成的影响。如在设计阶段不仅要设计精准，还要充分考虑各种实际因素，充分考虑桥梁的实际受力情况，从而使其设计与实际相符。在施工过程当中也应当注意设计外物体堆放给桥梁造成的不良负荷，在施工的过程当中也应当随时进行检测，监控桥梁的状态。在使用阶段一些自然因素的影响，超重车辆的通过等等都会造成了后桥梁裂缝的出现。 1.2.2 温度变化引起的裂缝 当外部环境或结构内部温度发生变化时，混凝土将
6、发生变 形，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。引起温度变化的主要因素有： 1) 四季温差变化 一年中四季温度不断变化，当结构的位移受到限制时就会引起温度裂缝。年温差一股以一月和七月的月平均温度作为变化幅度。 2) 暴晒 桥面板、主梁 或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高 于 其他部位，温度梯度呈非线形分布。由于 受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和骤然降温 导致结构温度裂缝的最常见原因。 3) 骤然降温 突降火雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 3 温度变化相对较慢而产生温度梯度。 日 照和
7、骤然降温内力计算时可采用设汁规范或参考实际资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。 4) 水化热 出现在施工过程中， 大 体积混凝土 浇筑之后 水泥水化放热，使内部温度升高，内外温 太火，致使表面出现裂缝。 1.2.3 收缩引起的裂缝分析 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碳化收缩。 1) 塑性收缩 混凝土浇筑后 4h 左右 ，水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝 土 失水收缩，同时骨料因自重下沉，而此时混凝 土尚未硬化，称为塑性收缩。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成
8、沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如 T 型梁 、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实 不 均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。 2) 干缩 混凝土结硬以后，随着表层水分逐 步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为干缩。因混凝土表层水 损失快，内部损失慢，因此，产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，致使表面混凝土承受拉力，产生收缩裂缝。 3) 自生收缩 自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的 (即收缩，如普通硅酸盐水泥混 凝土 )，也可以是负的 (即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土 )。 1.2.4 地基基础变形引起的裂缝 由于基础竖
9、向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有： 1) 地质勘察精度不够、试验资料不准。勘察报告不能充分反映实际地质情况是造成地基不均匀沉降的主要原因。 2) 结构荷载差异太大。在地质情况比较 复杂 条件下，各部分基础荷载差异太大时，浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 4 有可能引起不均匀沉降。例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降要比两边大，箱涵可能开裂。 3) 结构基础类型差别大。同一联桥梁中 ，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或采用同 种基础，但基底标高差异太大，也可能引起地基不均匀沉降。 4) 分期建造的基础。在原有桥梁基础附近
10、新建桥梁时，如分期修建的高速公路左右半幅桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新同结，均可能对原有桥梁基础造成较大沉降 此外，还有地基冻胀和桥梁建成以后原有地基变化也可引起构件裂缝产生。 1.2.5 钢筋锈蚀引起的裂缝 由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝士保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混 凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约 2 4 倍，从而使周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂，产牛裂缝。 1.2.6 施工引起的裂缝 在混凝土结构浇筑、构件制作、拆模、运输、堆放、拼装及吊
11、装过程中，若其 施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生表面的或贯穿的各种裂缝，特别是细 薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因不同而不同，比较典型常见的有： 1) 混凝土保护层过厚或钢筋变形，使承受负弯矩的受力 钢 筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的 裂缝。 2) 混凝土 振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞， 导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源点。 3) 混凝土搅拌、运输时间过 ，使水分蒸发过多，引起混凝土坍落度过低，使得在混凝土体上出现小规则的收缩裂缝。 4) 混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。
12、 5) 施工时拆模过早，混凝 土 强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。 浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 5 6) 施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。 浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 6 2 桥梁裂缝控制 和处理 技术措施 2.1 工程概况 省道 306 线黄砂大桥位于玉溪塘河沙溪的汇合处，桥孔不射布设为 3 16m 普通钢筋混凝土连续空心板 +2 20m 普通钢筋混凝土 T 梁 2 40m 预应力钢筋混凝土T 梁 +7 20 普通钢筋混凝土 T 梁。 20m 简支 T 梁横断面均由 5 片 T 梁组成，梁高1.5m，梁肋中距 2
13、.2m，两梁翼缘板由湿接连成整体； 40m 预应力简支 T 梁横断面均由 5 片 T 梁组成，梁高 25m，梁肋中距 2.2m，两梁翼缘板由湿接连成整体。该桥由福建省公路局离退休职工服务部设计、铁道部第十六局第一工程处施工，于1995 年通车。 2010 年 5 月 对该桥进行检测，结果为四类危 桥。 2.2 上部结构及桥墩盖梁裂缝的处理 上部梁体及桥墩盖梁产生的裂缝包括结构性裂缝和非结性裂缝两大类。结构性裂缝是指由外荷载引起的裂缝，又称受力裂缝。非结果性裂缝是指由变形引起的裂缝，如温度变化、混凝土收缩等。此外由于钢筋锈胀，车辆撞击等，都会使混凝土产生裂缝。 裂缝的现会导致水和气沿裂缝进入混凝
14、土内部，加速混凝土的碳化和钢筋锈蚀，降低结构的耐久性。对非结构性裂缝，可直接封闭处理；对结构性裂缝，首先对裂缝进行封闭处理，然后采取相应的加固措施具体方法如下表： 按缝宽划分裂缝处理方法 裂缝宽度 处理方法 0.15mm 表面涂刷封闭 0.15mm 压力灌注封闭 对于其他各种结构性裂缝，还应结合结构验算的结果，采取相应补强加固措施。一般加固方法为在构建表面贴纤维布。 2.3 桥面混凝土破损、裂缝 的处理措施 混凝土在自然条件下经过风吹雨淋日晒的反复作用，表面容易风化破损、开裂，其速度与混凝土本身质量和外界环境有关，混凝土密实性差、震捣不均匀，及长期渗水、冻融循环次数多等都会导致混凝土破坏速度加
15、快。此外车辆的撞击，混凝土内钢筋锈蚀也会导致混凝土破损和开裂。 采用环氧砂浆对混凝土破损、开裂处进行修补恢复 。环氧砂浆是用环氧树脂、砂子、水泥等按一定比例配制而成的材料，相比普通混凝土或砂浆，它具有与混浅谈桥梁裂缝产生的原因与处理措施 7 凝土粘结性能好、防水等优点。 2.4 支座老化、开裂的处理措施 1) 根据公路桥涵养护规范及相关资料，此次对支座进行维修加固的原则是：橡胶支座已开裂、老化、变质而失效的，应用新的橡胶支座更换。 2) 对板式橡胶支座的老化开裂的处理措施 支座老化开裂严重影响支座的正常使用，必须进行更换。 3) 对板式支座落空的处理措施 应根据实测的脱空量和深度采用垫楔形铁垫
16、板进行整治，并及时观察，根据实测脱空角的变化情况调整楔形物嵌入深度。 4) 对 板式橡胶支座的铁板锈蚀问题 支座上钢板锈蚀严重会影响支座顶面的正常滑移，故应及时对已发生锈蚀的钢板采取适当的除锈措施，如锈蚀严重者采取换新支座的方法。 2.5 墩台开裂的处理措施 在 墩台 施工中导致两肢斜腿根部产生裂缝的原因有两大类：外荷载和变形荷载。外荷载主要指自重、施工荷载等： 变形荷载主要指温度、收缩、不均匀沉陷。裂缝的主要成因是： 1) 外荷载作用下，直接应力引起的裂缝： 2) 外荷载作用，结构次应力引起的裂缝： 3) 变形变化引起的裂缝。根据相关资料，在工程实践中结构物产生的裂缝的 80是由于变形变化引
17、起的。 视墩 台裂缝大小及发展情况，分别采取下列措施： 1) 裂缝范围在容许范围内，进行封闭处理，一般涂刷专用环氧树脂类胶。 2) 当裂缝宽度大于规定值时，采用灌浆灌注环氧树脂胶。 3) 石砌圬工出现裂缝和错缝时，拆除部分石料，重新砌筑。 4) 由于基础不均匀沉降而产生的自上而下的裂缝，应加固基础，再视裂缝发展程度，确定灌缝或加固墩台。 5) 对于经检测发现地基不良的，应进行地基加固处理。 维修加固工程是一项综合性工程，考虑到维修工作的复杂性和特殊性，施工单位应制定完整详尽的施工组织计划。在施工过程中，应加强监控和交通疏导工作，做好限载及禁载工作，待 加固材料强度达到标准后再开放交通。 另外，整治裂缝还需在设计阶段进行综合考虑，采取适当的方法进行设计，
