浅析桥梁裂缝产生的原因及防治
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工 荷 载 作 用 下产 生裂 缝 。
２防治 裂缝 的措施 ２ ． １设计措施 （ １ ） 采 取合 理的结构 形式和合理 的分块 。混凝土工程施 工中如 果允许设置水平施工缝 ，应根据温度裂缝 的要求进行 分块，且设置
必要的连接方式。
（ ２ ）合理布置分布钢 筋 ： 尽 量采用小直径 、密间距布筋 ，结构 边缘处或变截面处需要加强分布筋 ，表面可 以设置钢筋网片。 （ ３ ）为防止钢筋产生锈蚀 裂缝，设计时应根据规范要求控制裂
Ｒｏ ａ ｄ ＆ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ
浅析桥梁裂缝产生 的原因及防治
丁佐 鑫
（ 中铁 九局 集团Βιβλιοθήκη Baidu六工程 有限公 司 ）
为迎接全运会 ，我 市正加 快步伐 进行基础设施 建设 。在桥梁建 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梁垮塌 的报道屡 见不鲜 。如果采 取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可 以克服和控制 的。本 文尽 可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原 因作较全面 的分 析、总结，以方便设计、施工找 出控制裂缝的可行 办法 ，达 到防范于未然 的作用 。 １ 混 凝 土 桥 梁 裂 缝 形 成 的 原 因 １ ． １温差变化 混凝土在施工期间，外界气温变化的影响很大 。混凝土 的内部 温度是浇筑温度 、水化热的绝热温升和结构散热 降温等各种温度 的 叠加之和，外界气温愈高 ，混凝土 的结构温度也愈高 ，如外界温度 下降，会增加混凝土 的降温幅度 ，特别是在 外界气温骤 降时，会增 （ ６ ）混凝土养护不到位 ，会使混凝土的水分流失 ，混凝土失水 后 表面 产 生拉 应 力混 凝 土开 裂 ， 出现 不规 则 的裂 缝 。 （ ７ ）施工时拆模过早 ，混凝 土强度 不足 ，使 得构件 在 自重 或施
加外层混凝土与 内部混凝土 的温差 。温度应 力是 由温差 引起 的变 形 缝 宽度 、采用足够 的保护层厚度 。 造成的 ，温差愈大 ，温度应力 也愈 大 混凝 土具有 热胀冷 缩性 质， ２ ． ２优选混凝土 原材料 当外部环境或 内部温度发生变 化，混凝土将 发生变形，若变形遭到 优 选混 凝土原材料、优化混凝土配合 比的 目的是使混凝土 具有 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 较大 的抗裂能力 。 生温度裂缝 。 （ １ ）采 用低 水化热的水泥 。由于矿物成分及掺加混合材料数量 １ ． ２混凝土收缩变形 不同，水泥 的水化热差异较大 。铝酸三钙和硅酸三钙含量高 的，水 实 际工程 中，混凝 土因收缩所 引起的裂缝是最常见的 。混凝土 化热较高；混合材料掺量多的水泥水化热较低。为减 小水泥 水化热 ， 中含有大量空 隙、粗 孔及 毛细 孔，孔隙中存 在水分，而水分的活动 降低混凝土 绝热温升和混凝土 内部温度 ，从而减小 内外温差 ，应选 将影响 到混凝土 的一 系列性质，引起混凝土的收缩变形，导致裂缝 用低水化热的水泥产 品。 的产生 。混凝土 的收缩变形主要有 以下几种形式 ： （ ２ ） 掺粉煤灰 。 可 以用适量粉煤灰取 代一部 分水泥 以削减 水化 （ １ ）自由收缩 。它是混凝土硬化过程 中由于化学作用 引起 的收 热产生的高温峰值 。混凝土 中掺用粉煤灰后 ，可提高混凝土 的抗渗 缩 ，是化 学结合 水与水泥 的化合结果 。 性、耐久性 ，减少收缩 ，降低胶凝材料体系 的水化热 ，提 高混凝土 （ ２ ）塑性收缩 。混凝土 浇筑初 期，水泥水化反应激 烈，分子链 的抗拉强度，抑制碱集料反应，减 少新拌混凝土 的泌水等 。 逐渐形 成，出现水分急剧蒸发现象 ，引起混凝土失水收缩 ，此时骨 （ ３ ）骨料的选用 。应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料， 料 与胶合料之 间产生不均匀 的收缩变形 。 并强调骨料的连续级配， 条件 许可时 ， 应尽 可能使用 粒径 大的骨料 。 （ ３ ）碳化收缩 。它是指大气 中的二氧化碳与水泥的水化物发生 之所 以这样 ，因为一方面骨料本身 的强度就远大 于水泥 胶体，另一 化学反应 引起的收缩变 形。 方面 ， 采 用连续 级配 的骨料 ，可 以提高骨料在混凝土中的所 占体积 ， （ ４ ）干 缩。水泥 石在干燥 和水湿 的环境 中要产生干缩和湿胀作 能大幅度降低水泥用量 ，从而间接地降低水化热。 用 ，最大的收缩 发生在 第一次干燥之 后。 ２ ． ３采 取合适 的施工措施 １ ． ３ 钢 筋 锈 蚀 引起 的裂 缝 合适的旋工方法 不仅 能降低混凝土 内的最 高温度 ，还能减小混 由于保护层厚度不足 ，混凝土保护层受 二氧化碳侵蚀碳化 至钢 凝土 的内外温差 ，有 效地 降低温度 裂缝 的产 生，达到控制裂缝的 目 筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低 ，或 由于氯化物介入 ，钢筋周 的 。 围氯离子含量较高，均可 引起钢筋表面氧化膜破坏发生锈蚀反应 ， （ １ ）浇筑方案 。在混凝 土施 工过程中 ，为 了有效 降低混凝土的 其锈蚀物氢氧化铁体积 比原来增长几倍 ，从而产 生膨胀应 力，导致 内外温 差，常采用分 块浇 筑。分块浇筑 又可分为分层浇筑法和分段 保护层混凝土开裂，沿钢筋纵 向产生裂缝 ，并有锈迹渗到混凝 土表 跳仓浇筑法两种 。分 层浇 筑法 目前 有全 面分层法 、分段分层法、斜 面。 面分层法 ３种浇注方案 。 全面分层浇筑是在第一层全面浇筑完毕后 ， １ ． ４ 施 工 方 法和 施 工 工 艺 质量 的 原 因 开始浇筑第二层时 ，已施 工的第 一层混 凝土还未初凝 ，如此逐层进 在混凝土结构构件 制作、运输、安装过程中， 施 工方法 不合理 、 行，直 至浇筑完成 ；分段 分层浇筑，适用于厚度不大而面积或长度 施工质量较低，容易产生各种形式 的裂缝 ，产生裂缝 的原 因主 要有 较大 的工程 ，施工 时混凝 土先从底 层开始浇筑，进行至一定距离后 以下 几 方 面 ： 再浇筑 到第三层 ，如此依 次向前浇筑其他各层；斜面分层适用于结 （ １ ）骨料进场控制不严 ： 碎石厂对碎石的分级生产控制不严格 ， 构的长度超过厚度 的三倍 的浇筑层 ， 振捣上作从浇筑层 的下端开始 ， 施工单位进场的石子混堆、混放 ，导致混凝土拌合物 和易性 性能差 ， 逐渐上移 ， 此 时向前推进 的浇筑混凝土摊铺坡度应小于 １ ： ３ ， 以保 造成混凝土质量波动，质量差的混凝土容易产生裂缝。 证分层混凝土之 间的施 工质量 。 （ ２ ）施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑 混凝土后支 （ ２ ）降低混凝 土浇筑 温度 的措施 。 混凝土 因为水化热 引起体积 架不均匀下沉 ；施工时模板 刚度不 足，在浇 筑混凝 土时，由于混凝 变化，以及 因为环境温度的周期变化均会引起开裂 ，如果把混凝土 土 自重和侧向压力的作用使得模板变形。 的初始温度 降低到一定程 度，使之产生的温差较小 ，从而产生 的拉
２防治 裂缝 的措施 ２ ． １设计措施 （ １ ） 采 取合 理的结构 形式和合理 的分块 。混凝土工程施 工中如 果允许设置水平施工缝 ，应根据温度裂缝 的要求进行 分块，且设置
必要的连接方式。
（ ２ ）合理布置分布钢 筋 ： 尽 量采用小直径 、密间距布筋 ，结构 边缘处或变截面处需要加强分布筋 ，表面可 以设置钢筋网片。 （ ３ ）为防止钢筋产生锈蚀 裂缝，设计时应根据规范要求控制裂
Ｒｏ ａ ｄ ＆ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ
浅析桥梁裂缝产生 的原因及防治
丁佐 鑫
（ 中铁 九局 集团Βιβλιοθήκη Baidu六工程 有限公 司 ）
为迎接全运会 ，我 市正加 快步伐 进行基础设施 建设 。在桥梁建 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梁垮塌 的报道屡 见不鲜 。如果采 取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可 以克服和控制 的。本 文尽 可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原 因作较全面 的分 析、总结，以方便设计、施工找 出控制裂缝的可行 办法 ，达 到防范于未然 的作用 。 １ 混 凝 土 桥 梁 裂 缝 形 成 的 原 因 １ ． １温差变化 混凝土在施工期间，外界气温变化的影响很大 。混凝土 的内部 温度是浇筑温度 、水化热的绝热温升和结构散热 降温等各种温度 的 叠加之和，外界气温愈高 ，混凝土 的结构温度也愈高 ，如外界温度 下降，会增加混凝土 的降温幅度 ，特别是在 外界气温骤 降时，会增 （ ６ ）混凝土养护不到位 ，会使混凝土的水分流失 ，混凝土失水 后 表面 产 生拉 应 力混 凝 土开 裂 ， 出现 不规 则 的裂 缝 。 （ ７ ）施工时拆模过早 ，混凝 土强度 不足 ，使 得构件 在 自重 或施
加外层混凝土与 内部混凝土 的温差 。温度应 力是 由温差 引起 的变 形 缝 宽度 、采用足够 的保护层厚度 。 造成的 ，温差愈大 ，温度应力 也愈 大 混凝 土具有 热胀冷 缩性 质， ２ ． ２优选混凝土 原材料 当外部环境或 内部温度发生变 化，混凝土将 发生变形，若变形遭到 优 选混 凝土原材料、优化混凝土配合 比的 目的是使混凝土 具有 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 较大 的抗裂能力 。 生温度裂缝 。 （ １ ）采 用低 水化热的水泥 。由于矿物成分及掺加混合材料数量 １ ． ２混凝土收缩变形 不同，水泥 的水化热差异较大 。铝酸三钙和硅酸三钙含量高 的，水 实 际工程 中，混凝 土因收缩所 引起的裂缝是最常见的 。混凝土 化热较高；混合材料掺量多的水泥水化热较低。为减 小水泥 水化热 ， 中含有大量空 隙、粗 孔及 毛细 孔，孔隙中存 在水分，而水分的活动 降低混凝土 绝热温升和混凝土 内部温度 ，从而减小 内外温差 ，应选 将影响 到混凝土 的一 系列性质，引起混凝土的收缩变形，导致裂缝 用低水化热的水泥产 品。 的产生 。混凝土 的收缩变形主要有 以下几种形式 ： （ ２ ） 掺粉煤灰 。 可 以用适量粉煤灰取 代一部 分水泥 以削减 水化 （ １ ）自由收缩 。它是混凝土硬化过程 中由于化学作用 引起 的收 热产生的高温峰值 。混凝土 中掺用粉煤灰后 ，可提高混凝土 的抗渗 缩 ，是化 学结合 水与水泥 的化合结果 。 性、耐久性 ，减少收缩 ，降低胶凝材料体系 的水化热 ，提 高混凝土 （ ２ ）塑性收缩 。混凝土 浇筑初 期，水泥水化反应激 烈，分子链 的抗拉强度，抑制碱集料反应，减 少新拌混凝土 的泌水等 。 逐渐形 成，出现水分急剧蒸发现象 ，引起混凝土失水收缩 ，此时骨 （ ３ ）骨料的选用 。应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料， 料 与胶合料之 间产生不均匀 的收缩变形 。 并强调骨料的连续级配， 条件 许可时 ， 应尽 可能使用 粒径 大的骨料 。 （ ３ ）碳化收缩 。它是指大气 中的二氧化碳与水泥的水化物发生 之所 以这样 ，因为一方面骨料本身 的强度就远大 于水泥 胶体，另一 化学反应 引起的收缩变 形。 方面 ， 采 用连续 级配 的骨料 ，可 以提高骨料在混凝土中的所 占体积 ， （ ４ ）干 缩。水泥 石在干燥 和水湿 的环境 中要产生干缩和湿胀作 能大幅度降低水泥用量 ，从而间接地降低水化热。 用 ，最大的收缩 发生在 第一次干燥之 后。 ２ ． ３采 取合适 的施工措施 １ ． ３ 钢 筋 锈 蚀 引起 的裂 缝 合适的旋工方法 不仅 能降低混凝土 内的最 高温度 ，还能减小混 由于保护层厚度不足 ，混凝土保护层受 二氧化碳侵蚀碳化 至钢 凝土 的内外温差 ，有 效地 降低温度 裂缝 的产 生，达到控制裂缝的 目 筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低 ，或 由于氯化物介入 ，钢筋周 的 。 围氯离子含量较高，均可 引起钢筋表面氧化膜破坏发生锈蚀反应 ， （ １ ）浇筑方案 。在混凝 土施 工过程中 ，为 了有效 降低混凝土的 其锈蚀物氢氧化铁体积 比原来增长几倍 ，从而产 生膨胀应 力，导致 内外温 差，常采用分 块浇 筑。分块浇筑 又可分为分层浇筑法和分段 保护层混凝土开裂，沿钢筋纵 向产生裂缝 ，并有锈迹渗到混凝 土表 跳仓浇筑法两种 。分 层浇 筑法 目前 有全 面分层法 、分段分层法、斜 面。 面分层法 ３种浇注方案 。 全面分层浇筑是在第一层全面浇筑完毕后 ， １ ． ４ 施 工 方 法和 施 工 工 艺 质量 的 原 因 开始浇筑第二层时 ，已施 工的第 一层混 凝土还未初凝 ，如此逐层进 在混凝土结构构件 制作、运输、安装过程中， 施 工方法 不合理 、 行，直 至浇筑完成 ；分段 分层浇筑，适用于厚度不大而面积或长度 施工质量较低，容易产生各种形式 的裂缝 ，产生裂缝 的原 因主 要有 较大 的工程 ，施工 时混凝 土先从底 层开始浇筑，进行至一定距离后 以下 几 方 面 ： 再浇筑 到第三层 ，如此依 次向前浇筑其他各层；斜面分层适用于结 （ １ ）骨料进场控制不严 ： 碎石厂对碎石的分级生产控制不严格 ， 构的长度超过厚度 的三倍 的浇筑层 ， 振捣上作从浇筑层 的下端开始 ， 施工单位进场的石子混堆、混放 ，导致混凝土拌合物 和易性 性能差 ， 逐渐上移 ， 此 时向前推进 的浇筑混凝土摊铺坡度应小于 １ ： ３ ， 以保 造成混凝土质量波动，质量差的混凝土容易产生裂缝。 证分层混凝土之 间的施 工质量 。 （ ２ ）施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑 混凝土后支 （ ２ ）降低混凝 土浇筑 温度 的措施 。 混凝土 因为水化热 引起体积 架不均匀下沉 ；施工时模板 刚度不 足，在浇 筑混凝 土时，由于混凝 变化，以及 因为环境温度的周期变化均会引起开裂 ，如果把混凝土 土 自重和侧向压力的作用使得模板变形。 的初始温度 降低到一定程 度，使之产生的温差较小 ，从而产生 的拉