桥涵裂缝

2024-07-26

桥涵裂缝（精选3篇）

桥涵裂缝篇1

新建哈密至罗布泊铁路位于新疆维吾尔自治区哈密地区、吐鲁番地区和巴音郭楞蒙古自治州境内。该区域属温带大陆性干旱气候带。气候特征:干燥少雨, 光照丰富, 年、日温差大, 降水分布不均;春季多风、冷暖多变, 夏季酷热、蒸发强, 秋季晴朗、降温迅速, 冬季寒冷。该项目桥涵建筑物均为混凝土结构, 因其所处的特殊地域, 混凝土结构裂缝成因亦有其自身特点。本文概述混凝土裂缝成因及危害, 并结合哈罗铁路气候特征, 从设计、施工、材料等方面采取措施, 避免出现影响结构适用性和耐久性的各类裂缝。

1 裂缝成因综述

1.1 混凝土裂缝成因概述

混凝土的抗拉强度很低, 在低拉应力作用下就可能出现裂缝。裂缝按其成因可分为由于荷载效应和非荷载效应引起的裂缝两大类。

1.1.1 非荷载效应引起的裂缝

(1) 此类裂缝中, 常见的就是温度收缩裂缝。它是混凝土收缩和冷却的共同结果。当混凝土的收缩受到内部或外部约束时, 就会在混凝土内产生约束拉应力, 进而产生裂缝。

(2) 由于基础的不均匀沉降, 也会使结构的某些部位产生裂缝。

(3) 由于混凝土的碳化引起钢筋锈蚀膨胀, 将混凝土胀破, 形成沿钢筋长度方向的纵向裂缝。其特点是“先锈后裂”。

(4) 混凝土的碱-骨料反应也会使混凝土开裂、剥落。

(5) 大体积混凝土硬结时, 其水化热使构件内、外表面产生较大的温差, 从而导致外表层出现垂直构件表面的裂缝。

此外, 由于混凝土不合理的配合比、不合格材料及施工原因也会导致产生裂缝。

1.1.2 荷载效应引起的裂缝

如前所述, 当荷载效应使截面上的拉应力超过混凝土的抗拉强度时, 就会产生裂缝。裂缝的位置、方向、宽度等与结构的受力状态有直接关系。调查表明:工程建设中结构物的裂缝, 由荷载效应产生的、影响正常使用的裂缝仅占一小部分, 大部分裂缝是由非荷载效应产生的。

1.2 本项目裂缝成因特征

项目所在地施工期主要集中在夏、秋两季。高温、干燥为此季节的主要特点, 该气候条件下极易出现混凝土抗压强度的负效应, 即:高温养护的混凝土其后期抗压强度较常温养护条件下要有较大幅度的下降, 钢筋与混凝土粘结力亦随之下降。项目高温施工环境接近于高温养护, 混凝土抗拉强度负效应明显。同时, 由于气候干燥炎热, 混凝土内部游离水大量蒸发出现急剧收缩而产生裂缝。此为该项目混凝土裂缝成因的主要特征。

2 裂缝危害性

混凝土结构裂缝的出现和一定限度上的开展并不意味着构件的破坏, 当构件的裂缝宽度小而浅时, 对构件的强度和耐久性影响甚微。如裂缝开展过大, 大气中的水汽和侵蚀性气体进入裂缝, 引起钢筋锈蚀, 使钢筋有效面积减少, 导致构件强度降低。此外, 裂缝宽度开展过大, 由于冰冻和风化作用, 日久也会影响结构的耐久性, 缩短结构的使用寿命, 这是裂缝问题的危害本质。

3 裂缝防治措施

3.1 克服高温、干燥条件

高温天气施工时, 选择一天中气温最低时作业, 浇筑混凝土前凉水对骨料冷却降温;搭设隔热屏, 降低结构物两侧温差的不利影响;尽可能采用低水化热的水泥, 降低水灰比;保持较高湿度;混凝土搅拌后薄层入模。

3.2 降低附加温度应力

此类防治主要针对梁体预制而言, 支模时保证底座钢板表面干净 (无锈迹、杂质) , 安装侧模前, 底板钢板和侧模再刷一次脱模剂, 梁体端模根据该部位混凝土硬化程度逐渐松开, 保证梁体的自由伸缩。

3.3 加强科学养护, 合理选择配合比及材料, 减少收缩裂缝

养护时保持高湿度, 低气温, 长时间养护, 混凝土收缩显著降低, 尽可能采用蒸汽养护;采用收缩性弱, 水泥标号较高, 粉磨细度小的水泥, 降低水灰比, 减少水泥引起的混凝土收缩;使用吸水率小, 收缩性较弱的骨料;选用水灰比小和保水性好的外加剂;按规范规程控制振捣时间和振捣方法。

3.4 重视耐久性设计, 保证结构物良好的抗裂性

设计中, 根据结构物环境等级保证混凝土保护层最小厚度, 选择裂缝宽度限值;选择小直径, 小间距的防裂钢筋网布设于易出现裂缝的部位;加强节点, 结构物端部构造钢筋的设计。

3.5 杜绝不合格施工材料

不合格水泥体现在:水泥安定性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标;水泥强度不足, 水泥受潮或过期;水泥含碱量超标;水泥品种 (矿渣水泥、快硬水泥等为收缩性高的水泥) , 标号及用量 (低标号水泥用量大, 导致混凝土收缩大) 。不合格砂和骨料为:砂石料径太小、级配不良, 空隙率大 (导致水泥和拌合水用量加大, 使混凝土收缩加大) ;砂石中云母含量 (云母会削弱其与水泥的粘结力, 降低混凝土强度) 及含泥量;砂石中有机质和轻物质过多 (延缓水泥硬化过程, 降低混凝土强度) ;砂石中硫化物含量超标 (硫化物与水泥中的铝酸三钙反应, 体积膨胀2.5倍) 。不合格外加剂主要体现在含碱量超标。

4 结语

混凝土产生裂缝是工程建设中存在的质量通病, 必须于细节处采取有效的技术措施控制裂缝, 保证结构的耐久性, 使混凝土结构在设计使用年限内保持其适用性和安全性。细节的控制往往是最易被忽略和轻视的, 而细节却一直主导质量的成败。哈罗铁路建设项目实施全程中通过依照本文所述对其桥涵结构物的裂缝进行控制, 取得良好成效, 证明本文所阐述的裂缝预防措施是科学合理的, 可为类似工程建设提供参考

摘要：新建哈密至罗布泊铁路地处新疆维吾尔自治区, 气候干燥炎热, 该地区混凝土结构物裂缝的产生和防治有其显著特征。本文主要对混凝土裂缝产生的原因及危害进行分析, 并对探讨其防护措施。

关键词：哈罗铁路,混凝土,裂缝,高温,干燥,收缩

参考文献

[1]袁锦根, 余志武.混凝土结构设计基本原理.北京, 2010.

[2]铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB10002.3-2005/J462-2005.

[3]徐有邻, 顾祥林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理.北, 2010.

公路桥涵混凝土裂缝处理办法建议篇2

作为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料混凝土因其取材广泛、抗压强度高、可浇筑成各种形状, 并且耐火性好、不易风化、养护费用低等等优点使之成为桥梁涵洞最基本的材料。但是混凝土有个极大的缺点是抗拉能力差, 容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明, 几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的, 有些裂缝很细 (<0.05mm) , 对结构的使用无大的危害, 可允许其存在;有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下, 不断产生和扩展, 致使混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀, 混凝土的强度和刚度受到削弱, 耐久性降低, 危害结构的正常使用。近年来, 我国交通基础建设得到迅猛发展, 各地兴建了大量的混凝土桥梁及涵洞。在桥涵建造和使用过程中, 有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥涵垮塌的报道屡见不鲜。在公路桥梁的建造和使用中, 常常因出现裂缝而严重影响工程质量甚至会出现桥梁垮塌的现象。所以克服和控制裂缝仍是亟待解决的问题。

1 桥涵混凝土裂缝种类

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。混凝土桥涵裂缝的种类, 就其产生的原因, 大致可划分如下几种:

1.1 混凝土收缩引起的裂缝

在工程中, 混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土收缩引起的裂缝有塑性收缩和缩水收缩 (干缩) , 另外还有自生收缩和炭化收缩。为减小混凝土塑性收缩, 施工时应控制水灰比, 避免过长时间的搅拌, 下料不宜太快, 振捣要密实, 竖向变截面处宜分层浇筑。因混凝土表层水分损失快, 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, 表面收缩变形受到内部混凝土的约束, 致使表面混凝土承受拉力, 当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时, 便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件 (超过3%) , 钢筋对混凝土收缩的约束比较明显, 混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

1.2 地基础变形引起的裂缝

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。为防止基础不均匀沉降造成开裂, 就需要进行细致的地质勘察充分掌握地质情况。尽量采用同一基础类型, 并且同一个桥涵不要分期建造, 基础埋置深度在冻胀线以下, 避免将基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质地段等。

1.3 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, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

1.4 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, 混凝土保护层受到侵蚀炭化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀, 使得钢筋有效断面面积减小, 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。要防止钢筋锈蚀, 设计时应根据规范要求采用足够的保护层厚度;施工时应控制混凝土的水灰比, 加强振捣, 保证混凝土的密实性, 防止氧气侵入, 同时严格控制外加剂用量。

1.5 混凝土材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。

(1) 水泥安定性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标。水泥出厂时强度不足, 水泥受潮或过期, 可能使混凝土强度不足, 从而导致混凝土开裂。

(2) 砂石粒径太小、级配不良、空隙率大, 将导致水泥和拌和水用量加大, 影响混凝土的强度, 使混凝土收缩加大, 如果使用超出规定的特细砂, 后果更严重。砂石中云母的含量较高, 将削弱水泥与骨料的粘结力, 降低混凝土强度。

(3) 拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土, 或采用含碱的外加剂, 可能对碱骨料反应有影响。

1.6 冻胀引起的裂缝

当气温低于零度时, 吸水饱和的混凝土出现冰冻, 游离的水转变成冰, 体积膨胀, 因而混凝土产生膨胀应力, 混凝土强度降低, 并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重, 冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。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;骨料中含泥土等杂质过多;混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不力使混凝土早期受冻等, 均可能导致混凝土冻胀裂缝。

1.7 施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中, 若施工工艺不合理、施工质量低劣, 容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现。

2 对混凝土裂缝的处理建议

2.1 表面处理法

采用表面处理法进行修补, 在混凝土表面沿裂缝涂抹树脂保护膜。施工时先用钢丝刷除去混凝土表面的附着物, 再用清水清洗, 干燥后, 用油灰状树脂填充混凝土表面的凹瘪部分后, 再进行必要的涂抹。表面处理法包括表面涂抹和表面贴补法, 表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝, 深度未达到钢筋表面的发丝裂缝, 不漏水的裂缝, 不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。

2.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝, 一般用来修补较宽的裂缝 (0.3mm) , 作业简单, 费用低。宽度小于0.3mm, 深度较浅的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采用取开V型槽, 然后作填充处理。对于桥面板中间带上下贯通的裂缝, 其上部采用注入施工法进行处理。沿裂缝7~8cm宽度的范围内, 用砂轮机和钢丝刷去混凝土表面的游离石灰和灰尘等, 并用洗净剂清洗, 然后加压注入具有渗透性和粘着性的环氧树脂, 以此来填充混凝土裂缝, 提高桥面板的防水性, 防止钢筋锈蚀及混凝土老化。

2.3 结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。此外, 还可以采用灌浆法等。同时, 要加强混凝土裂缝处理效果的检查, 包括修补材料试验;钻芯取样试验;压水试验;压气试验等。

结束语

公路桥涵混凝土的质量关系到道路安全和人民生命安全, 因此重视桥涵混凝土的裂缝将是相关桥涵设计、施工、监理、运营管理等各个部门的同一责任。通过上述的分析, 设计疏漏、施工低劣、监理不力, 均可能使混凝土桥涵出现裂缝。因此, 严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理, 是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中, 进一步加强巡查和管理, 及时发现和处理问题也是特别重要的一个环节。

参考文献

[1]刘龄嘉.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 2006.

桥涵裂缝篇3

关键词：混凝土,裂缝,温度应力,控制

混凝土在现代公路工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝又较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管桥涵施工队在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,通过调查后发现对混凝土温度应力的变化注意不够、原材料进场把关不够严格、地基的不均匀沉降、模板的支撑不够稳定、混凝土振捣及养护不符合要求是其主要原因。因此我们对施工中混凝土裂缝的成因和控制措施做一分析。

1 裂缝的原因

1)干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05 mm～0.2 mm之间。

2)塑性裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态,其产生的主要原因是:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要原因有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。

3)温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密,裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。

4)混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土疏松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施预防。

5)地基础变形引起的裂缝,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:a.地质勘察精度不够、试验资料不准。b.地基地质差异太大。c.结构荷载差异太大。d.结构基础类型差别大。e.分期建造的基础。f.桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。g.桥梁建成以后,原有地基条件变化。

6)钢筋锈蚀引起的裂缝主要是由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其他形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。

7)冻胀引起的裂缝主要是由于大气气温低于0℃时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰体积膨胀,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水(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,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

8)施工材料质量引起的裂缝主要是由于混凝土原材料不合格,引起混凝土强度不足,而导致混凝土开裂。

9)施工工艺质量引起的裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊运过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、竖向的、水平的、表面的、深向的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。

10)模板支撑不稳固引起的裂缝。在混凝土施工中,由于模板支撑不稳固极易引起混凝土表面不平整,结果使得混凝土厚度超出规范的要求范围,使得混凝土薄弱处容易产生裂缝。这种情况最易出现在隐蔽工程施工处,由于施工人员对隐蔽工程的质量意识弱于地上工程,认为终究是隐蔽,有一点裂缝没关系,产生与模板变形一致的裂缝。

另外在施工过程中过早拆模,由于混凝土强度不足,没达到拆模要求,也会使得混凝土构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

2 裂缝的防治

为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下:1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;2)拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;4)施工方面要避免夏天中午施工,要及时覆盖并洒水养生;5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度差异;6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。

改善约束条件的措施是:1)合理地设置收缩缝、沉降缝或者按分块件浇筑;2)避免基础过大起伏;3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。

此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑延长拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。

为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。

3 混凝土的早期养护

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是由温度差异造成,寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要从温度应力观点出发,保温应达到下述几点要求:

1)防止混凝土内外温度差而引起的表面裂缝。

2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

3)防止混凝土浇筑中有漏振、少振现象。

4)防止混凝土在白天高温天气浇筑过程中产生的裂缝,应在下午或夜间浇筑。

混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温度湿度条件下,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩;一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。