桥梁钢筋混凝土结构裂缝控制.doc

桥梁钢筋混凝土结构裂缝控制 宋丽新SONGLi-xin；杨树成YANGShu-cheng （辽宁城市建设职业技术学院，沈阳110122） （LiaoningUrbanConstructionTechnicalCollege，Shenyang110122，China） 摘要：本文对桥梁钢筋砼结构裂缝的类型和产生的原因做了较系统的分析，并在分析的基础上提出桥梁钢筋砼结构防控措施和处理方法，以使在以后的设计和施工中有效的控制裂缝的产生，达到不出现裂缝和少出现可见裂缝的目的。 Abstract：Thesystematicanalysisofthetypeandreasonsofthecracksofbridgereinforcedconcretestructureismadeandonthisbasisthepreventionmeasuresandtreatmentmethodsforthecracksareproposedtocontrolthecracksinthedesignandconstruction，soastoachievethegoalofwithoutcracksandlesscracks. 关键词：裂缝分类；分析原因；预防的方法；安全注意事项 Keywords：classificationofcrack；analysisofthereasons；methodsofprevention；safetyprecautions ：U441：A：1006-4311（xx）18-0153-02 作者简介：宋丽新（1972-），女，辽宁新民人，教师，高级工程师，研究方向为道路与桥梁施工。 0引言 桥梁钢筋砼结构裂缝是桥梁工程中较为普遍存在的问题，它长期困扰着工程设计和施工人员。为此对桥梁钢筋砼结构裂缝成因的研究，提出桥梁钢筋砼结构裂缝防控措施和处理方法，具有较大的现实意义和较高的经济效益，提高桥梁耐外性、控制结构裂缝是桥梁建设的重点和难点，本文阐述了桥梁钢筋砼裂缝产生的原因，并从工程设计、材料、施工等方面提出控制裂缝的措施。 1混凝土构件分类 素混凝土构件；钢筋混凝土构件；预应力混凝土构件。 2引起混凝土构件开裂的主要原因 2.1荷载包括自重、车辆荷载、人群荷载、施工设施荷载、风荷载、地震荷载、流水压力、冰压力、水浮力、土侧压力、预加应力。 2.2变形包括收缩、徐变、水化热、环境温度变化、强迫位移（如基础或支座变位）。构件间或同一构件不同部位间的约束作用、支座摩阻作用。 对于超静定结构，如连续刚构、连续梁、拱、桁架，由“变形”因素引起的拉应力远超过静定结构，如简支梁。 但过去人们对“变形”因素的重视程度远不如“荷载”因素。施工阶段出现的裂缝，更是与“变形”因素紧密相关。 3预应力混凝土T梁常见裂缝控制 3.1腹板竖向裂缝 3.1.1腹板下缘较均布的竖向裂缝 开裂现象：竖向裂缝在全梁范围分布较均匀，裂缝处于下方，但不完全通到底（营运阶段有可能通到底）。裂缝在横向多贯通。开裂原因：T梁预制台顶面粗糙，对T梁浇注的混凝土产生水平方向约束，当混凝土收缩及（水化热引起升温后）降温时，混凝土因受约束而拉裂。与承台上方墩身开裂原因相同。防裂措施：一是与承台上方墩身开裂防治措施相同，二是T梁预制台座必须做光滑。 3.1.2腹板中间高度范围竖向裂缝 开裂现象：出现在腹板中间，上下不贯通，内外不贯通。 开裂原因：混凝土在浇注后内部产生水化热，以及日晒影响，形成上下和内外温差，外部低温内部高温时，外部拉裂。 防裂措施：适当推迟拆模时间，避免混凝土内外温差过大；加强养护工作，避免用低温的水浇喷。 3.1.3桥墩（或塔墩）靠承台区段的竖向裂缝 开裂现象：一般出现在第一、二浇注节段，竖向裂缝有一条或多条不符。 开裂原因：承台与桥墩（或塔柱）浇筑混凝土的龄期相差较大（20-30天或更长），承台混凝土的收缩先期基本完成，而桥墩（或塔柱）混凝土浇注后，其混凝土收缩和水化热降温引起的收缩相互迭加，加上大气降温等因素，形成颇大的收缩量，这种收缩受到承台接触面（约束面）的约束，在墩身内产生拉应力，导致开裂，称为“基岩约束效应”。 从理论上讲，最大的约束应力在约束边即桥墩与承台交接处，但通常竖向裂缝下端距约束边尚有一点距离，逐渐向上发展。这是因为桥墩混凝土在约束边处受到承台的“嵌固”作用，推迟或限制该处开裂，这种现象称为“模箍作用”。 3.2腹板水平裂缝 开裂现象：在腹板上出现水平裂缝。开裂原因：混凝土坍落度过大，粗骨料往下沉，引起水平方向拉裂。这种裂缝称为“沉缩裂缝”。防裂措施：按高性能混凝土或耐久性混凝土要求做混凝土配合比，降低坍落度。 3.3腹板斜裂缝 开裂现象：跨径四分之一附近腹板出现左右对称分布的斜裂缝。开裂原因：梁内实际主拉应力超过混凝土抗拉能力，其原因包括腹板设计或施工的厚度不够，或预应力张拉不足，或设计中未发现主拉应力很高的区域，或混凝土实际抗拉能力偏低。防裂措施：设计上要正确计算主拉应力、腹板厚度和预加应力应足够。施工中应做准设计厚度，并按设计要求张拉预应力，并保证混凝土质量。 3.4沿预应力管道的纵向裂缝 开裂现象：裂缝沿预应力管道方向分布。开裂原因：纵向预应力张拉过大，或混凝土强度不足。防裂措施：严格按设计要求张拉预应力，防止过量超张拉，待混凝土强度达到一定要求后再张拉。 3.5锚后裂缝 开裂现象：梁端锚头后方压裂。开裂原因：纵向预应力张拉过大，或混凝土强度不足。防裂措施：严格按设计要求张拉预应力，防止过量超张拉，待混凝土强度达到一定要求后再张拉。 4现场浇注钢筋混凝土和预应力混凝土连续箱梁桥常见裂缝或事故 4.1由支架问题引起的 4.1.1现象和原因：支架强度和稳定不足，导致支架坍垮的重大事故；支架变形过大（支架整体刚度不足，或对软地基未做处理致使支架沉降），导致连续梁浇注混凝土后，跨中下方和墩顶上方梁体开裂，梁体变形。严重者需整孔拆除重建。 4.1.2预防措施：支架设计必须充分满足预定荷载作用下的强度和稳定性，支架安装必须完整，绝不采用有锈蚀缺损或变形缺损的杆件，绝不漏装前后左右方向的斜撑杆件。支架的地基处理应规范，地基处理完毕后应做地基承载力试验，确保支架沉降在允许范围内。支架安装完毕后必须按梁身重量的1.2倍进行预压，消除支架变形，经总监理工程师认可后方可施工。拆架顺序：先翼板后底板，从跨中对称往两边拆，跨度大于20m时，支架拆除宜分两阶段，先从跨中对称往两端松一次架，再对称从跨中往两端拆，多跨连续箱梁应同时从跨中对称拆架。 4.2由混凝土收缩和收缩差引起的 4.2.1现象和原因：三跨连续梁若整体浇注或浇注区段过长，在支架拆除之前，就可能因混凝土收缩（含水化热降温）而导致底板、顶板和腹板开裂。若采用水平分层浇注，即先浇注好底板和腹板，再浇注顶板，在桥墩上方的箱梁区段，其腹板已加厚，端横隔板也很强劲，由于其浇注在先，已完成大部分收缩，当顶板浇注后，其收缩及水化热降温收缩会受到腹板和端横隔板的约束，而产生顶板水平裂缝。 4.2.2预防措施：三跨连续梁应纵向分段施工，在墩顶上方节段预留后浇注节段；尽可能缩短顶板与腹板和端横隔板之间的龄期差；采用低收缩、低水化热混凝土。 5预应力混凝土T梁施工安全控制要点 5.1吊装过程中T梁侧弯失稳：防止措施：设计的T梁应有足够的翼缘宽度和腹板厚度。T梁吊装的重心应尽量向上，T梁的位置应保持竖向。 5.2T梁安装就位后倾倒：防止措施：T梁在支座上就位的同时，应在两侧加可靠横撑使其稳定，并尽快使其与相邻已就位T梁在横向相连续。 5.3防止架桥机损坏造成严重事故。 6混凝土结构耐久性施工质量控制要点 6.1配制耐久混凝土的硅酸盐水泥一般应为品质稳定的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，其强度等级宜为42.5。 6.2配制耐久混凝土所用的矿物掺合料可为优质粉煤灰、磨细高炉矿渣、硅灰、石灰石粉、天然火山灰等材料。优质粉煤灰烧失量不宜大于5%，对预应力混凝土和引气混凝土不大于3%。混凝土中的粉煤灰掺量应不少于胶凝材料总量的20%，优质粉煤灰掺量可到胶凝材料总量的50%甚至更多。 6.3配制耐久混凝土的骨料：质地均匀坚固，粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小，不宜采用鄂式破碎机生产的粗骨料，严格限制针、片状颗粒含量，要求用反击碎石。 6.4外加剂中的氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总量的0.02%，高效减水剂中的硫酸钠含量不宜大于减水剂干重的15%，宜采用聚羧酸类。 6.5尽量降低拌和水用量和坍落度，用水量不宜高于150kg/m3，坍落度宜控制在16cm以内（专家主张122cm），不要超过18cm。 6.6铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定有相应规定：单方混凝土胶凝材料总量不宜高于400kg/m3（C30以下）、450kg/m3（C40-C50）和500kg/m3（C50以上）。美国AASHTO规范规定不应超过475kg/m3。 6.7耐久混凝土施工：结构表层混凝土的密实性、均匀性与良好的养护，混凝土保护层厚度的准确性，混凝土裂缝控制。 6.8泵送混凝土的坍落度不宜过大以避免离析和泌水。 6.9现浇混凝土应有充分的潮湿养护时间。混凝土的入模温度应视气温而调整，在炎热气候下不宜高于气温或超过30，负温下不宜低于12。拆模温度不能过高，以避免接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时浇注凉水养护。冬季注意蓄热保温。 7结束语 桥梁钢筋砼结构产生裂缝是工程常见的质量通病，桥梁裂缝是影响桥梁安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面，常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现。桥梁钢筋砼结构裂缝的有害程度是可以控制的，因些加强桥梁钢筋砼结构裂缝出现的原因分析是非常重要的。设计、施工和材料等方面因素对桥梁钢筋砼结构裂缝影响是相互