混凝土及预应力混凝土桥梁

混凝土及预应力混凝土桥梁

随着我国基础建设的快速发展，大体积混凝土施工日益增多(如预应力梁、承台及基础、高层建筑的箱型基础或筏型基础)，而大体积混凝土施工中普遍会遇到裂缝控制问题，这是因为混凝土体积大，聚集的大量水化热会导致混凝土内外散热不均匀，在受到内外约束的情况下，混凝土内部会产生较大的温度应力并很可能导致裂缝产生，最终为工程结构埋下严重质量隐患。因此，大体积混凝土施工中应严格控制裂缝产生和发展，以保证工程质量。

摘要

本人结合一年实习参与公路桥梁现场施工工作实践,对部分桥梁在建设过程中常见的一些裂缝类型进行归类总结,通过查找原因分析问题,才能让我们真正地了解各种裂缝的引发成因,进而制订防范措施,达到预防布控之目的。关键词：桥梁工程；结构裂缝；裂缝类型；诱发原因；处理；技术措

施

在桥梁工程中混凝土桥梁缝的种类，就基其产生的原因，主要可划分如下几种

荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、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。裂缝产生的原因有：①设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结

构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。②施工阶段，不加限制地堆放施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强充验算等。③使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：①在设计外荷载作用下，由于结构物的、实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。②桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。温度变化引起的裂缝①年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。②日照。桥面板、

主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身的约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。③骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性量不考虑折减。收缩引起的裂缝塑性收缩。在施工过程中、混凝土筑后4-5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和分急剧，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。

在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成洞钢筋方向的裂缝

裂缝处理的方法通常处理裂缝的方法有以下几种: 表面修补:常用的方法有压实抹平,涂抹环氧粘结剂,喷涂水泥砂浆或细石混凝土,压抹环氧胶泥,环氧树脂粘贴下班丝布,增加整体面层,钢锚栓缝合等。局部修复法:常用的方法有充填法、预应力法,部分凿除重新浇筑混凝土等。水泥压力灌浆法:适用于缝补宽度0.5mm的稳定裂缝。化学灌浆:可灌入缝宽0.05mm的裂缝。减少结构内力:常用的方法有卸荷或控制荷载,设置卸荷结构,增设支点或支撑。改简支梁为连续梁等。结构补强:常用的方法有增加钢筋,加厚板,外包钢筋混凝土,外包钢,粘贴钢板,预应力补强体系等。改变结构方案,加强整体刚度。例如:框架裂缝采用增设隔板深梁法处理。其它方法:常用方法有拆除重做,改善结构使用条件,通过试验或分析论证不作处理等。原材料选材防开裂技术

措施选用强度等级为42.5级的低水化热和含碱量在0.06%以下的低碱含量且细度适中的硅酸盐水泥（代号P.Ⅱ），水泥中C3A含量应在6%～8%范围内。对于大体积承台混凝土选用42.5级矿渣水泥（代号P.S），以降低水化热。严禁使用早强水泥。在混凝土中掺加优质磨细复合矿粉及优质粉煤灰，且总掺量不低于30%，降低水化热和提高混凝土的和易性，同时增强混凝土抗氯离子渗透性能，防止因水化热及钢筋锈蚀造成混凝土开裂。在混凝土中掺加高效减水缓凝泵送剂，达到延缓水泥水化反应时间和速度和降低水胶比的目的。夏季施工时，为进一步降低水化热，防止混凝土开裂，在掺加优质磨细矿粉和Ⅰ级磨细粉煤灰同时增掺柠檬酸缓凝剂。混凝土拌合物中各种原材料引入的氯离子总质量应不超过胶凝材料总量的0.1%（钢筋混凝土结构）和0.06%（预应力混凝土结构）。严把选材关、进料关、检验关，严禁使用不合格的材料或有疑问的材料。

混凝土配制防开裂技术措施本工程所用混凝土的配制全部按高性能混凝土配制技术进行配制，并按高性能混凝土的施工技术进行施工，以提高混凝土的密实性和耐久性，且在满足设计要求和施工要求的同时尽量降低水胶比和胶凝材料用量，防止混凝土表面收缩开裂。混凝土的初凝时间一般不应小于12h。承台混凝土的初凝时间不小于20h；承台、现浇梁混凝土在夏季施工时，增掺适量柠檬酸缓凝剂，以达到混凝土的初凝时间在20h 以上。所有混凝土的浇筑均应在初凝时间之前完成。在满足混凝土设计技术要求和施工要求的前提下，配制混凝土时，要尽量降低混凝土的早期弹性模量，避免早期混凝土收缩由于早期混凝土弹性