橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

1、第一部分第一部分混凝土橋梁的耐久性及常見裂縫成因分析混凝土橋梁的耐久性及常見裂縫成因分析主講主講 單成林單成林 教南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院引起混凝土開裂原因引起混凝土開裂原因1 非荷載裂縫 1.1 混凝土收縮裂縫 1.1.1 引起混凝土收縮的原因 1.1.2 影響混凝土收縮裂縫的主要因素 1.2 鋼筋銹蝕引起的裂縫 1.3 骨料膨脹引起的裂縫 1.3.1 堿骨料反應(yīng) 1.4 大體積混凝土水化熱引起的裂縫 1.5 地基礎(chǔ)變形引起的裂縫 1.6 凍脹引起的裂縫 1.7 施工材料質(zhì)量引起的裂縫 1.8 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫2 荷載引起的裂縫 2.

2、1 直接應(yīng)力裂縫 2.2 次應(yīng)力裂縫 2.3 荷載裂縫特征 2.4 溫度變化引起的裂縫前 言 由于混凝土材料是一種抗壓不抗拉的多孔脆性材料，開裂是其典型的病害特征。大量的工程實(shí)踐和理論分析表明，幾乎所有的混凝土構(gòu)件均是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細(xì)，但有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)因素的作用下，不斷產(chǎn)生和擴(kuò)展，使混凝土的強(qiáng)度和剛度受到削弱，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生垮塌事故，必須加以控制。我國現(xiàn)行公路、鐵路、建筑、水利等部門設(shè)計(jì)規(guī)范均采用限制構(gòu)件裂縫寬度的辦法來保障混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用。1 非荷載裂縫非荷載裂縫 1.1 1.1 混凝土收縮裂縫混凝土收縮裂縫混凝土收縮實(shí)為多孔結(jié)構(gòu)的水泥石收縮，有三種類型

3、引起： 化學(xué)收縮（塑性收縮）水化過程中體積縮小； 物理收縮（縮水收縮） 毛細(xì)孔的自由水蒸發(fā)、干燥引起體積縮?。?碳化收縮空氣中CO2與混凝土中Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生CaCO3析出水分蒸發(fā)，促使體積縮小。 1.1.1 引起混凝土收縮的原因 塑性收縮： 發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后45h 左右，此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨料因自重下沉，因此時(shí)混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大，可達(dá) 1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處如 T 梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉?shí)

4、不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫?？s水收縮（干縮）： 混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉應(yīng)力?；炷劣不笫湛s主要就是縮水收縮。 若混凝土的自由收縮受到約束，如超靜定結(jié)構(gòu)的約束（無鉸拱）、配筋率較大時(shí)鋼筋的阻礙、大體積、新舊（不同齡期）混凝土結(jié)合（如承臺(tái)與墩臺(tái)身混凝土齡期及水灰比不一致、橋面現(xiàn)澆混凝土與梁板混凝土、濕接頭混凝土與構(gòu)件混凝土結(jié)合等）、混凝土與其它材料結(jié)合（如與巖石或石砌體結(jié)合）等約束。 當(dāng)以上

5、各種約束在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)混凝土的極限拉應(yīng)力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生與拉應(yīng)力方向相垂直的裂縫。不同齡期混凝土產(chǎn)生的裂縫圖如下：橋面鋪裝層混凝土收縮裂縫構(gòu)件濕接頭混凝土收縮裂縫 錨頭封錨混凝土收縮裂縫導(dǎo)致漏水，使拱橋吊桿生銹腐蝕，如下圖。拱橋吊桿鋼絲銹蝕n這類收縮裂縫多數(shù)是混凝土構(gòu)件表層由于養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，水灰比大，表層失水過快、干縮所造成。這類裂縫一般不深，多數(shù)深度不超過鋼筋保護(hù)層厚度。n預(yù)制T梁由于鋼模拆除不及時(shí)，T梁混凝土收縮受到鋼模板約束，造成最薄處的腹板豎向裂縫，但不伸到下緣馬蹄和上緣翼板處，由于腹板較薄，這類收縮裂縫可能穿透腹板厚度，但對承載能力基本上無影響。n 碳化收縮： 大氣中的二氧

6、化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。碳化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生，且所占比例不大，時(shí)間長，但隨二氧化碳濃度的增加而加快。 1.1.2 影響混凝土收縮裂縫的主要因素研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有： （1）水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥強(qiáng)度等級(jí)越低、單位體積用量越大、磨細(xì)度越大，則混凝土收縮越大，且發(fā)生收縮時(shí)間越長。（2）骨料品種。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、收縮性較低；而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。另外骨料粒徑大收縮小，含水量大收

7、縮越大。 （3）水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。 （4）外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。 （5）養(yǎng)護(hù)方法。良好的養(yǎng)護(hù)可加速混凝土的水化反應(yīng)，獲得較高的混凝土強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長，則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護(hù)方式比自然養(yǎng)護(hù)方式混凝土收縮要小。 （6）外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風(fēng)速大，則混凝土水分蒸發(fā)快，混凝土收縮越快。（7）振搗方式及時(shí)間。機(jī)械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小。振搗時(shí)間應(yīng)根據(jù)機(jī)械性能決定，一般以 515s/次為宜。時(shí)間太短，振搗不密實(shí)，形成混凝土強(qiáng)度不足或不均勻；時(shí)間太長，造成分層，粗骨料沉入底層，細(xì)骨料

8、留在上層，強(qiáng)度不均勻，上層易發(fā)生收縮裂縫。 對于各種收縮引起的裂縫，增配構(gòu)造鋼筋可明顯提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁結(jié)構(gòu)（壁厚2060）。構(gòu)造上配筋宜優(yōu)先采用小直徑鋼筋 （814）、小間距布置（1015），全截面構(gòu)造配筋率不宜低于 0.3，一般可采用0.30.5。 如橋面混凝土鋪裝層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)、混凝土板拱圈內(nèi)的鋼筋網(wǎng)、水泥砂漿外包柱子時(shí)使用的鋼絲網(wǎng)等。 1.2 鋼筋銹蝕引起的裂縫鋼筋銹蝕引起的裂縫先銹后裂： 由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，當(dāng)保護(hù)層全被碳化，也就是失去堿性保護(hù)，在鋼筋表面不能繼續(xù)生成鈍化膜，當(dāng)外界有腐蝕物質(zhì)

9、時(shí)，通過毛細(xì)孔滲入到鋼筋表面而銹蝕，從而脹裂混凝土保護(hù)層?；蛴捎诼然锝槿?，鋼筋周圍氯離子含量較高， 均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，這是因?yàn)槁入x子半徑小，活性大，具有很強(qiáng)穿透鈍化膜的能力，氯離子首先吸附在鈍化膜有缺陷處，使氫氧化鐵反應(yīng)成易溶的氯化鐵，使鈍化膜局部破壞，產(chǎn)生坑蝕。 鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反鋼筋銹蝕引起的裂縫應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約24倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致 梁底鋼筋銹蝕裂縫保護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形

10、式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。板底鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土脫落鋼筋周圍混凝土未碳化，由氯離子引起鋼筋銹蝕 要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護(hù)層厚度（當(dāng)然保護(hù)層亦不能太厚，否則構(gòu)件有效高度減小，受力時(shí)將加大裂縫寬度）；施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實(shí)性，防止氧氣侵入，同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。先裂后銹： 裂縫寬度過大時(shí)直接給外界的腐蝕性氣體和液體形成直接通道而銹蝕鋼筋、 酸雨先腐蝕混凝土保護(hù)層繼而銹蝕鋼筋、骨料膨脹引起混凝土裂縫后再銹蝕鋼筋。1.3 骨料膨脹引起的裂縫骨料膨脹引起的

11、裂縫1.3.1 堿骨料反應(yīng)1.3 骨料膨脹引起的裂縫骨料膨脹引起的裂縫 1.3.1 堿骨料反應(yīng) （1） 堿骨料反應(yīng)有 3 種類型 堿-硅反應(yīng)參與這種反應(yīng)的骨料有流紋巖、安山巖、凝灰?guī)r、蛋白石、黑硅石、燧石、鱗石英、玻璃質(zhì)火山巖、玉髓及微晶或變質(zhì)石英等。反應(yīng)發(fā)生于堿與微晶氧化硅之間，其生成物硅膠體遇水膨脹，在混凝土中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，可導(dǎo)致混凝土突然爆裂。這類反應(yīng)是堿骨料反應(yīng)的主要形式。堿骨料反應(yīng)引起的脹破及裂縫n 堿-硅酸鹽反應(yīng)參與這種反應(yīng)的骨料有粘土質(zhì)巖石、千枚巖、硬砂巖、粉砂巖等。此類反應(yīng)的特點(diǎn)是膨脹速度非常緩慢，混凝土從膨脹到開裂，能滲出的凝膠很少。n 堿-碳酸巖反應(yīng)多數(shù)碳酸巖石沒有堿活

12、性，有特定結(jié)構(gòu)的泥質(zhì)細(xì)粒白云質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)細(xì)?；屹|(zhì)白云巖才具有與堿反應(yīng)的堿活性，且還須高堿度、一定濕度環(huán)境下才能反應(yīng)膨脹。堿骨料反應(yīng)裂縫的形狀及分布與鋼筋限制有關(guān)，當(dāng)限制力小時(shí)，常出現(xiàn)地圖狀裂縫，并在縫中有白色或透明的浸出物，當(dāng)限制力強(qiáng)時(shí)則出現(xiàn)順筋裂縫。（2）堿骨料反應(yīng)膨脹特征： 石子周圍有白色反應(yīng)環(huán)者，多為堿活性骨料所產(chǎn)生。 裂縫中滲出乳白色，黃褐色，咖啡色，甚至黑色的堿硅凝膠，用濕布不易擦掉，多為堿骨料反應(yīng)。 膨脹源呈白色粉團(tuán)、姜黃色顆粒多為含氧化鎂石子及生石灰吸潮膨脹所致。（3）堿骨料反應(yīng)的必要條件及防范措施： 混凝土中含堿，有堿活性骨料，孔隙中的含水量達(dá)到一定程度。1.4 大體積混凝土水

13、化熱引起的裂縫大體積混凝土水化熱引起的裂縫 大體積混凝土澆筑過程中，由于水泥水化過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致內(nèi)外溫差，一般在澆筑過程中，應(yīng)采取措施控制內(nèi)外溫差不超過25 ，但往往由于管理不善，保溫措施不力而開裂。 1.5 地基礎(chǔ)變形引起的裂縫地基礎(chǔ)變形引起的裂縫n 由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。基礎(chǔ)不均勻沉降的主要原因有：n 地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)。n 地基地質(zhì)差異太大。建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質(zhì)與山坡處變化較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降。n 結(jié)構(gòu)荷載差異太大。在地質(zhì)情況比較一

14、致條件下，各部分基礎(chǔ)荷載差異太大時(shí)，有可能引起不均勻沉降。n 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大。同一聯(lián)橋梁中，混合使用不同基礎(chǔ)如擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，或同時(shí)采用樁基礎(chǔ)但樁徑或樁長差別大時(shí)，或同時(shí)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)但基底標(biāo)高差異大時(shí)，也可能引起地基不均勻沉降。n分期建造的基礎(chǔ)。在原有橋梁基礎(chǔ)附近新建橋梁時(shí)，如分期修建的高速公路左右半幅橋梁，新建橋梁荷載或基礎(chǔ)處理時(shí)引起地基土重新固結(jié)，均可能對原有橋梁基礎(chǔ)造成較大沉降。n 地基凍脹。在低于零度的條件下含水率較高的地基土因冰凍膨脹；一旦溫度回升，凍土融化，地基下沉。因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降。 橋梁基礎(chǔ)置于滑坡體、溶洞或活動(dòng)斷層等不良地質(zhì)時(shí)，可能造成不均勻沉降。

15、 橋梁建成以后，原有地基條件變化。大多數(shù)天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黃土、膨脹土等特殊地基土，土體強(qiáng)度遇水下降，壓縮變形加大。在軟土地基中，因人工抽水或干旱季節(jié)導(dǎo)致地下水位下降，地基土層重新固結(jié)下沉，同時(shí)對基礎(chǔ)的上浮力減小，負(fù)摩阻力增加，基礎(chǔ)受荷加大。有些橋梁基礎(chǔ)埋置過淺，受洪水沖刷、 淘挖，基礎(chǔ)可能位移。地面荷載條件的變化，如橋梁附近因塌方、山體滑坡等原因堆置大量廢方、砂石等，橋址范圍土層可能受壓縮再次變形。因此，使用期間原有地基條件變化均可能造成不均勻沉降。 對于拱橋等產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu)物，對地質(zhì)情況掌握不夠、設(shè)計(jì)不合理和施工時(shí)破壞了原有地質(zhì)條件是產(chǎn)生水平位移裂縫的主要原因。1

16、.6 凍脹引起的裂縫凍脹引起的裂縫 大氣氣溫低于零度時(shí)，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9 ，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力；同時(shí)混凝土凝膠孔中的過冷水（結(jié)冰溫度在-78 度以下）在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強(qiáng)度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時(shí)受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)3050。冬季施工時(shí)對預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。1.7 施工材料質(zhì)量引起的裂縫施工材料質(zhì)量引起的裂縫 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。1.7.1 水泥 （1

17、）水泥安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量超標(biāo)。氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，在水泥混凝土凝結(jié)后仍然繼續(xù)起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強(qiáng)度下降。 （2）水泥出廠時(shí)強(qiáng)度不足，水泥受潮或過期，可能使混凝土強(qiáng)度不足，從而導(dǎo)致混凝土開裂。 （3）當(dāng)水泥含堿量較高（例如超過0.6），同時(shí)又使用含有堿活性的骨料，可能導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)。1.7.2 砂、石骨料 （1）砂石的粒徑、級(jí)配、雜質(zhì)含量。 砂石粒徑太小、級(jí)配不良、空隙率大，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強(qiáng)度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規(guī)定的特細(xì)砂，后果更嚴(yán)重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結(jié)力，降低混凝土強(qiáng)度。砂石

18、中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低混凝土強(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性。砂石中有機(jī)質(zhì)和輕物質(zhì)過多，將延緩水泥的硬化過程，降低混凝土強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹2.5 倍。 1.7.3 拌和水及外加劑拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應(yīng)有影響。外加劑引起的裂縫1.8 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及 吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平

19、的、表面的、深進(jìn)的和貫穿 的各種裂縫，特別是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的 部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，較典型的有： 混凝土保護(hù)層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受 負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小，形 成與受力鋼筋垂直方向的裂縫?；炷琳駬v不密實(shí)、不均勻， 出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點(diǎn)。混凝土澆筑過快，混凝土流動(dòng)性較低，在硬化前因混凝土沉實(shí)不足，硬化后沉實(shí)過大，容易在澆筑數(shù)小時(shí)后發(fā)生裂縫，既塑性收縮裂縫。混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī) 則的收縮裂縫。 混凝土初期養(yǎng)護(hù)時(shí)急劇干

20、燥，使得混凝土與 大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。 用泵送混凝土施工時(shí)，為保證混凝土的流動(dòng)性，增加水 和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，導(dǎo)致混凝土凝結(jié) 硬化時(shí)收縮量增加，使得混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。 混凝土分層或分段澆筑時(shí)，接頭部位處理不好，易在新 舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。 混凝土早期受凍，使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋，或局部剝落，或 脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。 施工時(shí)模板剛度不足，在澆筑混凝土?xí)r，由于側(cè)向壓力 的作用使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。施工時(shí) 拆模過早，混凝土強(qiáng)度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作 用下產(chǎn)生裂縫。施工前對支架壓實(shí)不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻

21、下沉，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。 裝配式結(jié)構(gòu)，在構(gòu)件運(yùn)輸、堆放時(shí)，支承墊木不在一條垂直線上，或懸臂過長，或運(yùn)輸過程中劇烈顛撞；吊裝時(shí)吊點(diǎn)位置不當(dāng)，T梁等側(cè)向剛度較小的構(gòu)件，側(cè)向無可靠的加固措施 等，均可能產(chǎn)生裂縫 。 安裝順序不正確，對產(chǎn)生的后果認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致產(chǎn)生裂 縫。如鋼筋混凝土連續(xù)梁滿堂支架現(xiàn)澆施工時(shí)，鋼筋混凝土 墻式護(hù)欄若與主梁同時(shí)澆筑，拆架后墻式護(hù)欄往往產(chǎn)生裂 縫；拆架后再澆筑護(hù)欄，則裂縫不易出現(xiàn)。 一座橋梁從建成到使用，牽涉到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營 管理等各個(gè)方面。由上述可知，設(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不 力，均可能使混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫。因此，嚴(yán)格按照國家有關(guān) 規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工

22、和監(jiān)理，是保證結(jié)構(gòu)安全耐用 的前提和基礎(chǔ)。在運(yùn)營管理過程中，進(jìn)一步加強(qiáng)巡查和管理， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題，也是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。2 荷載引起的裂縫荷載引起的裂縫 混凝土橋梁在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。2.1 直接應(yīng)力裂縫直接應(yīng)力裂縫 直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。 n裂縫產(chǎn)生的原因有：n （1）設(shè)計(jì)計(jì)算階段，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不計(jì)算或部分漏算；計(jì)算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性；設(shè)計(jì)斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；

23、構(gòu)造處理不當(dāng)；設(shè)計(jì)圖紙交代不清等。荷載引起的裂縫（2）施工階段，不加限制地堆放施工機(jī)具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝；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；不對結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。 （3）使用階段，超出設(shè)計(jì)載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。2.2 次應(yīng)力裂縫次應(yīng)力裂縫 次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有： （1）在設(shè)計(jì)外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算有出入或計(jì)算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。例如兩鉸拱橋拱腳設(shè)計(jì)時(shí)常采用布置“X”

24、形鋼筋、同時(shí)削減該處斷面尺寸的辦法設(shè)計(jì)鉸，理論計(jì)算該處不會(huì)存在彎矩，但實(shí)際該鉸仍然能夠抗彎，以至出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致鋼筋銹蝕。（2）橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計(jì)算中難以用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行模擬計(jì)算，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，經(jīng)常在跨內(nèi)根據(jù)截面內(nèi)力需要截?cái)噤撌?，設(shè)置錨頭，而在錨固斷面附近經(jīng)常可以看到裂縫。因此，若處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵幦菀壮霈F(xiàn)裂縫。2.3 荷載裂縫特征荷載裂縫特征 荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)

25、、受剪區(qū)或振動(dòng)嚴(yán)重部位。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同的受力方式，產(chǎn)生的裂縫特征如下： （1）中心受拉。裂縫貫穿構(gòu)件橫截面，間距大體相等，且垂直于受力方向。采用螺紋鋼筋時(shí)，裂縫之間出現(xiàn)位于鋼筋附近的次裂縫。 （2）中心受壓。沿構(gòu)件出現(xiàn)平行于受力方向的短而密的平行裂縫。（3）受彎。彎矩最大截面附近從受拉區(qū)邊沿開始出現(xiàn)與受拉方向垂直的裂縫，并逐漸向中和軸方向發(fā)展。采用螺紋鋼筋時(shí)，裂縫間可見較短的次裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)配筋較少時(shí)，裂縫少而寬，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性破壞。 （4）大偏心受壓。大偏心受壓和受拉區(qū)配筋較少的小偏心受壓構(gòu)件，類似于受彎構(gòu)件。 （5）小偏心受壓。小偏心受壓和受拉區(qū)配筋較多的大偏心受壓構(gòu)件，類似于中心受壓構(gòu)件。（6）受剪。當(dāng)箍筋太密時(shí)發(fā)生斜壓破壞，沿梁端腹部出現(xiàn)大于 45方向的斜裂縫；當(dāng)箍筋適當(dāng)時(shí)發(fā)生剪壓破壞，沿梁端中下部出現(xiàn)約45方向相互平行的斜裂縫。 （7）受扭。構(gòu)件一側(cè)腹部先出現(xiàn)多條約45 方向斜裂縫，并向相鄰面以螺旋方向展開。 （8）受沖切。沿柱頭板內(nèi)四側(cè)發(fā)生約45方向斜面拉裂，形成沖切面。 局部受壓。在局部受壓區(qū)出現(xiàn)與壓力方向大致平行的多條短裂縫。 2.4 溫度變化引起的裂縫溫度變化引起的裂縫