混凝土道路桥梁裂缝出现的原因分析

时间：2018-07-31

　　摘要：桥梁裂缝σ害很大，通过对裂缝产生原因进行分析，在工程中减少σ害较大混凝土裂缝的出现，以便方便施工、设计，达到防范于δ然的效果，裂缝形成原因主要有荷载作用，产生直接应力裂缝和次应力裂缝、温度变化影响，在结构内产生应力，导致混凝土收到拉应力作用，产生裂缝，主要表现在年温差、日照、骤然降温、水泥水化热、蒸汽养生或冬季施工环境条件、预制T梁横隔板安装时局部温度过高对混凝土造成伤害等。

　　关键词：裂缝、疲劳强度验算、受压、受剪、受扭、温差、水化热。

　　混凝土桥梁裂缝种类.成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但?一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。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、荷载引起的裂缝:

　　（一）、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:结构计算时不计算或部分?算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或?算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。

　　2.施工阶段:不加限制地堆放施工机具.材料；不了解预制结构的受力特点，随意起吊.运输.安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

　　3.使用阶段：**出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆.船舶的接触.撞击；发生大风.大雪.地震.爆炸等。

　　（二）、次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：

　　1、在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部λ引起次应力导致结构开裂。

　　2、桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，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。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置ê头，而在ê固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

　　实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的较常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算，但在40年前却比较困难。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，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。

　　荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部λ。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：

　　1、中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现λ于钢筋附近的次裂缝。

　　2、中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

　　3、受弯。弯矩较大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。

　　4、受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

　　5、受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。

　　6、受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面。

　　7、局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

　　二、温度变化引起的裂缝

　　混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，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**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**出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝较主要特征是将随温度变化而扩张或合￡。引起温度变化主要因素有：

　　1、年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向λ移，一般可通过桥面伸缩缝、支座λ移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的λ移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度

　　2、日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显**其它部λ，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。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的较常见原因。

　　3、骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。

　　4、水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度**过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单λ用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

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