研讨混凝土桥梁裂缝产生原因及工程实例

论文导读：在使用过程中，钢筋发生了锈蚀，导致体积膨胀，从而使得混凝土从内部产生了拉应力，导致混凝土开裂。并且由于钢筋生锈，导致钢筋的有效面积减小，结构承载力下降，从而导致了其他裂缝形式产生，其他裂缝出现，又推动了钢筋锈蚀，两种形式相互推动，导致结构发生了破坏。施工完成后混凝土底板保护层厚度不够，本工程中梁体主筋保
摘 要：本文主要着重分析了了钢筋混凝土桥梁裂缝病害产生的种类与理由，并通过工程实例分析了裂缝产生的理由，并提出了相应的补救措施，希望对同行有所帮助。
关键词：体外预应力；钢筋混凝土；桥梁；加固；裂缝
1671-3362（2013）11-0224-01
1 钢筋混凝土桥梁裂缝病害分析
目前，我国桥梁多采用钢筋混凝土和预应力混凝土结构，特别是公路桥梁上多采用这些结构形式。桥梁作为一个结构体系，其构造、施工复杂，在建造和使用过程中会出现大量的病害，其中影响最深的病害之一就是裂缝理由，如图1。混凝土结构开裂被说为“常发病”，由于其产生理由复杂，影响因素多，时常困扰桥梁工程技术人员。在桥梁结构中，混凝土裂缝主要受到施工材料、使用环境、以及结构设计等方面的影响，究其理由，归结为以下几方面。

1.1 荷载裂缝

混凝土桥梁中的荷载裂缝主要是由于动、静荷载以及次应力产生的裂缝，这类荷载裂缝在桥梁裂缝病害中一般占到20%左右。荷载裂缝产生的理由主要与设计不合理、计算不准确以及梁体在施工、搬运过程中没有按照规范执行，同时运营时被大量超载车辆频繁过桥等理由造成。一般此类裂缝特点是沿主拉应力方向开展，并垂直于主拉应力方向发展。

1.2 温度裂缝

大体积混凝土桥梁中的温度因素裂缝产生的一个重要因素。在某些大的混凝土桥梁中，温度因素产生的应力有可能达到甚至超过了荷载产生的应力，温度变化相应的会引起混凝土发生热胀冷缩，当这些变形受到约束时，产生的应力超过了混凝土的抗拉强度，这时即产生了裂缝。温度裂缝最主要的特征是随着温度的变化出现扩张和收拢现象。

1.3 收缩裂缝

收缩裂缝是混凝土桥梁工程中最常见的一中裂缝形式，他形成的主要理由是水泥品种、骨料品种、水灰比、外加剂、以及养护环境振捣方式等有关系。在这类收缩缝中主要是塑性和缩水两种收缩形式，这类收缩缝的主要特点是裂缝宽度很细，没有形成可循的规律，一般都是表面裂缝。

1.4 钢筋锈蚀裂缝

混凝混凝土桥梁裂缝产生的原因及工程实例由专注毕业论文与职称论文的www.7ctime.com提供,转载请保留.土质量较差或保护层不能满足要求时，混凝土保护层由于耐久性理由导致碳化，使得空气中的CO2接触到保护层内的钢筋，使得钢筋处于酸性环境中使得钢筋产生锈蚀，同时，锈蚀之后的铁离子进入混凝土中，形成电化学腐蚀，产物中的氢氧化铁体积大于原来自身的体积，产生膨胀，从而产生由内到外的裂缝。这种裂缝形式，可以减小钢筋与混凝土的偓裹力，从而削弱了结构自身的承载力

1.5 施工裂缝

在混凝土桥梁浇注过程中、由于施工不合理，施工质量不满足而产生的裂缝现象比比皆是。这些裂缝产生的理由主要包括，混凝土振捣不密实，不均匀，而且在浇注混凝土时由于浇注过快，导致前面混凝土陈实不足，导致在后期养护过程中出现裂缝，养护初期没有按规范要求进行养护，混凝土表面过干，使得混凝土表面产生大量不均匀的裂缝等。
2 工程实例分析

2.1 工程概况

某大桥为双向行车道的单幅桥梁，采用五孔或六孔一联桥梁形式，桥梁跨径采用的形式是6×20m+5×20m+31+18+2×20m，采用变截面箱型梁。桥梁梁体采用部分预应力混凝土A类截面形式，采用双柱式圆形柱墩形式。桥梁铺装形式为8cm水泥混凝土调平层+防水层+8cm沥青混凝土面层。

2.2 桥梁裂缝情况说明

经过检测单位检测，桥梁在运转中出现了大量裂缝，裂缝主要集中在各跨梁底并程纵向分布，梁底横向裂缝主要以各跨跨中分布为主，其中裂缝宽度最大处达到了0.7mm，大部分宽度在0.25mm左右，裂缝为非贯穿裂缝形式，裂缝深度最深为170mm，严重超过了规范中规定的桥梁裂缝要求。此外，混凝土表面出现了严重的碳化现象，碳化深度最大处为8mm，并且个别钢筋导致锈断现象。

2.3 裂缝成因分析

通过前述混凝土桥梁裂缝发生的理由，结合本桥梁的实际经受内力、裂缝情况以及裂缝的走向深度，分析本工程中裂缝产生的理由主要有以下几方面：
施工过程中的失误，主要可能是由于在实际施工过程中，梁体浇注时由于钢筋较密且与钢模接触较紧密，使得在浇注混凝土时，粗骨料无法进入箱梁底板弧形最深处，从而导致在浇注完成后，内模弧形最底处的混凝土成分主要是砂浆成分，砂浆的抗拉强度要远低于混凝土的抗拉强度，因此，在梁体遭受荷载时就出现了裂纹。
在使用过程中，钢筋发生了锈蚀，导致体积膨胀，从而使得混凝土从内部产生了拉应力，导致混凝土开裂。并且由于钢筋生锈，导致钢筋的有效面积减小，结构承载力下降，从而导致了其他裂缝形式产生，其他裂缝出现，又推动了钢筋锈蚀，两种形式相互推动，导致结构发生了破坏。
施工完成后混凝土底板保护层厚度不够，本工程中梁体主筋保护层最小处只有0.2cm，横向钢筋保护层厚度为0.2cm。施工完成后的混凝土保护层厚度严重不符合设计要求。这种结果导致，在桥面板频繁经受局部冲击荷载作用时，在动荷载作用下，出现应力集中，导致纵向裂缝，并且在这些荷载反复作用下，桥梁裂缝迅速扩展，最终将导致上下贯通，最终破坏桥梁。

2.4 解决措施

针对以上分析，首先对连续梁体进行灌封、封闭处理，同时对于桥梁碳化处进行处理；钢筋发生的锈蚀处采用RS法进行修复，可采用体外预应力的策略进行补强，可以通过粘贴碳纤维贴片的策略，而且要防止桥梁进一步锈蚀，要将连续箱梁内的积水排出，对于之前预留的预应力波纹管进行灌浆处理；对梁体的横向与纵向进行加固处理。
3 结语
在我国的混凝土桥梁相关规范中规定，混凝土结构构件是允许出现裂缝的。但是不是什么样的裂缝都是允许出现的，因此在桥梁发生裂缝理由时，要进行实际的检测，并从施工、设计、以及运营情况几个方面深入细致的分析裂缝产生的理由，以及其危害性，根据实际分析采用合理策略进行修补加固处理，保证桥梁在运转过程中的安全。
参考文献
[1] 朱典文，唐小兵，张万平.桥梁结构的体外预应力加固技术[J].交通科技，2002（06）：8-9.
[2] 李海泉.某桥梁裂缝的理由分析与治理[J].四川建筑，2009.
[3] 常卫峰.浅谈混凝土桥梁裂缝[J].北方交通，2009（1）. 全文地址：www.7ctime.com/xitugclw/lw12506.html上一论文：谈述工程造价全过程制约