混凝土桥梁裂缝的成因分析及处理方法.doc

混凝土桥梁裂缝的成因分析及处理方法 段向胜 陶里 胡攀高 （中国建筑科学研究院，中铁建厂局） [摘 要]分析了桥梁结构混凝土裂缝产生的原因及常规处理程序，并就裂缝灌浆施工方法作了详细的介绍，并给出了裂缝灌浆评价方法。 [关键词]裂缝 裂缝灌浆 裂缝灌浆评价方法 The Cause and Repair Measure of Concrete Bridge Crack Duan xiangsheng ,Tao li ,Hu pangao (China Academy of Building Research, The Building Bureau of China Railway ) Abstract: The cause and repair measure of concrete bridge crack are analyzed, and then, the process of crack welding and evaluating method are detailedly introduced in this article. Key words: Crack Crack welding Evaluating method 1．桥梁结构混凝土裂缝成因分析及常规处理程序 裂缝是混凝土结构最常见的病害，公路工程也是如此。混凝土结构裂缝的成因复杂、繁多，有时多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。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：?　　一是荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接裂缝、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；次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。?　　二是温度变化引起的裂缝。桥梁上能够观察到的严重裂缝损害,很多都是由于温度引起的内应力和约束应力所造成的。温度裂缝是粗裂缝产生的重要原因,一般出现在配筋薄弱之处。由温度引起的内应力及约束应力的大小与温差有关,特别是与昼夜间的变化关系最大,当然温度变化的速度(例如,冷却的速度)也是关键,桥梁上严重损害的裂缝往往发生在气候条件最差的时候。温度应力也与桥梁所处的地理位置有关,处于比较稳定的海洋性气候中的桥梁要比处于大陆性气候中的桥梁有利一些;在城市内的桥梁要比跨河的或山区的桥梁有利。另外,桥梁结构中的温度应力与太阳照射及照射面的颜色均有很大关系。?　　 [作者简介]段向胜（1974-），男，安徽人，中国建筑科学研究院博士，北京市北三环东路30号国家建筑工程质量监督检验中心，100013，电话：0102794 三是收缩引起的裂缝。混凝土在凝结硬化过程中产生体积变化(多指收缩),当混凝土产生收缩而结构又受约束时,就可能会产生收缩裂缝。与温度应力相比,收缩裂缝仅起到次要作用。收缩引起的应力一般只相当于温度引起应力的10%～30%。根据裂缝产生机理的不同,收缩裂缝又可分为化学收缩、干燥收缩、塑性收缩、自收缩、碳化收缩裂缝等。? 四混凝土沉缩裂缝。混凝土因流动性不好或捣实欠佳,或在混凝土硬化前有沉缩或沉缩不足就会发生裂缝。通常此类裂缝在混凝土尚处于塑性阶段(浇注后1～3ｈ),沿梁上面或板上面钢筋的位置发生,裂缝呈梭形,深度通常达到钢筋面。有些学者将此类裂缝也称为塑性裂缝。　　五地基变形引起的裂缝。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：地质勘察精度不够、试验资料不准；地基地质差异太大；结构荷载差异太大；结构基础类型差别太大；地在冻胀；桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。?　　六是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,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,或由于氯化物浸入,钢筋周围氯离子含量较高,均可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,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥落,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使钢筋有效断面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。?　　七是冻胀引起的裂缝。大气温度低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土胶孔中的过冷水(结冰温度在-78℃以下)在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土强度降低,并导致裂缝出现。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强,