浅议钢筋混凝土桥梁裂缝病害原因及补救措施

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摘要：本文分析了钢筋混凝土粱裂缝产生的原因及主要形式，提出了设计施工中改善裂缝的措施和时超标裂缝补救的办法。

关键词：钢筋混凝土 裂缝 补救

众所周知，混凝土的抗压强度高，但抗拉强度很低，在桥梁这样的大型建筑物中，混凝土中的裂缝是不可避免的。裂缝是钢筋混凝土桥梁的重大病害之一，作为一名专业技术人员，必须认真分析其产生的原因，从设计施工入手，尽量改善裂缝，若出现裂缝的宽度和数量超过《规定》允许的限度，应及时采取补救措施。

一　裂缝的主要形式

对运营中的钢筋混凝土公、铁路桥梁的调查和试验表明，裂缝主要有以下几种形式。

1、受拉翼缘的裂缝。

裂缝出现在受拉翼缘的侧面和底面，方向基本上垂直于受拉主筋，近跨中部裂缝分布较密。裂缝间距约为0．1--0．2m，宽度约为0 03-0.1mm。用变形钢筋配筋的构件，钢筋附近还出现了一些短的“次裂缝”。若为连续梁，在支座附近的裂缝由上而下发展。

2、斜裂缝。

这类裂缝多发生在支点附近至1/4围内。在梁的腹板侧面上，裂缝延伸方向与梁轴的夹角大约为25 26。，离支点越近夹角越大。斜裂缝通常有数条，间距约为0．5～1．0 m，缝宽一般在0 3mm以下。

3、腹板竖直裂缝。

裂缝多处于梁的薄腹部位，方向垂直于梁的轴线，在梁的半高线附近裂缝宽度较大，一般在0．15^o．3mm左右，经荷载作用后，裂缝向上下端延伸，通常上至腹板顶，下至下翼缘梁肋处。

4、粱体表面的网裂。

这种裂缝方向无一定规律，常象一片片断网，长度不大，宽度很小，一般在0．Ol^o．05ram左右。这种裂缝大量地分布在桥面板、梁腹表面及横隔板上。除此之处，在个别桥梁上，还发现了梁底面纵向裂缝和梁端裂缝。

二、裂缝产生的原因

1、荷载作用引起的裂缝。

桥梁承受外部荷载，在混凝土中引起拉应力，混凝土本身抗拉能力很低，极限拉应变很小，其值约为1．5x10—4，相应于此拉伸应变时的钢筋拉应力约为30MPa，当钢筋应力超过这个数值时，混凝土即出现裂缝。受拉翼缘裂缝主要是外荷载引起的变曲拉应力而产生的{在弯曲拉应力与剪应力共同作用下，在梁中形成主拉应力，当其值超过混凝土抗拉强度时，梁两端附近产生斜裂缝。

2、温度、收缩引起的裂缝。

钢筋混凝土桥梁中，很多裂缝是由温度和收缩引起的。如果混凝土体积变化不受任何约束，则不会引起混凝土开裂，而钢筋混凝土梁中，混凝土体积的变化总是受到内部或外部的约束，引起拉应力导致混凝土开裂 另外，由于日照影响，构件内温度差也是使混凝土开裂的主要原因之一。

3、材料质量不好引起的裂缝。

如果水泥质量不好、骨料含泥量过大，将在混凝土浇筑后产生不规则裂缝；当骨料是反应性的或风化骨料时，在混凝土硬化后往往出现以骨料为中心的裂缝。

4、施工引起的裂缝。

混凝土搅拌时间过长，运输距离过长，将会使混凝土凝固速度加快，在整个结构上产生细裂缝；横板的不均匀下沉、脱模过早，也会使混凝土在浇筑后不久产生裂缝，裂缝宽度较大，而且往往出现在支点处；养生不好，混凝土受温度、湿度的影响，会在表面发生不定向的收缩裂缝。另外，梁内钢筋保护层过薄、混凝土中掺入过量氯化钙，会使钢筋锈蚀胀裂混凝　，在主筋部位出现纵向裂缝。

5、设计原因导致的裂缝。

设计时由于结构构造不合理，比如结构外形有剧烈的突变、钢筋的保护层未满足要求等都会引起裂缝。计算图式、计算假定与实际受力情况的差异也是裂缝产生的一个原因。另外，外界条件的变化如基础不均匀沉降、结构超载等都会使构件产生裂缝。

三、改善裂缝的措施

钢筋混凝土结构裂缝的形成和开展是一个比较复杂的问题，影响裂缝产生和发展的因素很多。为改善梁(板)的裂缝，应从设计、施工和材料等方面综合考虑。设计时梁内钢筋可采用小直径、分散布置，这样钢筋与混凝土间的粘结力较好，可使裂缝间距和宽度减小。螺纹钢筋的粘结力比光面钢筋大得多，采用螺纹钢筋是改善裂缝的有效措施。构造上应尽量避免结构外形有剧烈的突变，以减小应力的集中程度，适当地布置构造钢筋。当梁高超过lm时，为控制梁腹板收缩裂缝，在腹板两侧沿梁高应布置一定数量的纵向水平钢筋。

提高施工质量是改善裂缝的重要措施。应正确地选择砂石级配使其孔隙率达到最小。混凝土的密实度对裂缝的影响也很大，施工中应严格控制水灰比，保持骨料洁净，震捣密实。严格控制混凝土的配合比，不应为了提高混凝土的强度(或早期强度)而加大水泥用量，这样不仅造成材料的浪费，而且增加了混凝土的收缩量，更易产生收缩裂缝。为减少收缩裂缝，混凝土的养护工作极为重要。另外，施工时应正确控制保护层厚度。

钢筋混凝土桥所处的使用条件，如气候条件及温度变化、桥上线路是否平顺、汽车行驶的速度和密度以及支座的灵活性程度等，对梁体裂缝的发展和稳定都有影响。因此，在使用时应经常注意桥梁上桥面铺装的质量，定期对梁体裂缝检查与观测。根据裂缝的特征、结合设计、施工资料进行分析，查明裂缝性质、原因及其危害程度。如裂缝的宽度和数量超出《规范》容许限度。将会导致结构恶化，应采取措施及时补救。

《桥梁养护技术规范》规定：对于钢筋混凝土梁，主筋附近竖向裂缝应不大于0．25mm； 腹板竖向裂缝不应大于0．3rnm 。

确定裂缝是否需修补，除依据规范规定外，还可根据下面几个方面进行考虑：

(1)发展裂缝的宽度在6个月期间增大0．1mm以上时；

(2)裂缝宽度虽未增大，但裂缝数量增多时：

(3)裂缝宽度在O．3mm以上时：

(4)裂缝宽度在0．2左右，但认为对结构产生危险时。裂缝的修补，应视裂缝对结构损伤程度和修补目的的不同，而采取不同的修补方法。修补方法大体上分为修复、加固及更换三类。

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