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橋梁裂縫分析及檢查方法探討

時間 : 2023年2月3日分類 :工程百科

近年來，隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展，各地興建了大量的混凝土橋梁。橋梁結(jié)構(gòu)在施工和營運(yùn)使用過程中，常會出現(xiàn)各種不同形式的裂縫。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對混凝土橋梁裂縫的認(rèn)識，為橋梁檢查中技術(shù)狀況的評價及分級提供參考依據(jù)，本文對混凝土橋梁常見的裂縫種類和檢查方法作較全面的分析、總結(jié)，以方便技術(shù)人員在橋梁檢查中更好的應(yīng)用。　　

　
　一、裂縫成因分析
　　1. 結(jié)構(gòu)性裂縫（受力裂縫）

　　眾所周知，混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，抗拉極限應(yīng)變大約為。換句話說，混凝土即將開裂的瞬間，鋼筋的應(yīng)力只有事實(shí)上，在正常使用階段鋼筋的應(yīng)力遠(yuǎn)大于此值，所以說在正常使用階段，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的。因而，習(xí)慣上又將這種裂縫稱為正常裂縫。實(shí)踐證明，在正常條件下，裂縫寬度小于0.3mm時，鋼筋不致生銹。為確保安全，允許裂縫寬度還應(yīng)小一些。

　　在橋梁檢查中常會遇見的幾種結(jié)構(gòu)性裂縫:

　?。?）鋼筋混凝土簡支梁的跨中截面附近下緣受拉區(qū)的豎向裂縫，是最常見的結(jié)構(gòu)性裂縫。在正常設(shè)計(jì)和使用情況下，裂縫寬度不大，間距較密，分布均勻。若豎直裂縫寬度過大，預(yù)示結(jié)構(gòu)正截面承載力不足。

　　（2）鋼筋混凝土簡支梁的支點(diǎn)（或腹板寬度變化處）附近截面由主拉應(yīng)力引起的斜裂縫，在正常設(shè)計(jì)和使用情況下很少出現(xiàn)斜裂縫，即使出現(xiàn)裂縫寬度也很小。若斜裂縫寬度過大，預(yù)示結(jié)構(gòu)的斜截面承載力不足，存在發(fā)生斜截面脆性破壞的潛在危險，應(yīng)引起足夠的重視。

　?。?）另外，鋼筋混凝土墩柱受壓構(gòu)件由于縱向壓力過大引起的縱向裂縫、預(yù)應(yīng)力筋錨固區(qū)由于局部應(yīng)力過大引起的劈裂裂縫等都屬于結(jié)構(gòu)性裂縫。　　

　　2.非結(jié)構(gòu)性裂縫

　　非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生，受混凝土材料組成、澆筑方法，養(yǎng)護(hù)條件和使用環(huán)境等等多種因素影響。非結(jié)構(gòu)性裂縫可以分為三種：收縮裂縫、溫度裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫。

　　收縮裂縫：在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。

　　收縮裂縫常見有：（1）在構(gòu)件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹庬樃拱宸较虻牧芽p；（2）對板類構(gòu)件多沿短邊方向，均勻分布于相鄰兩根鋼筋之間，方向與鋼筋平行；（3）對高度較大的鋼筋混凝土梁，由于腰部水平鋼筋間距過大，在腰部（或腹板）產(chǎn)生豎向收縮裂縫，但多集中在構(gòu)件中部，中間寬兩頭細(xì)，至梁的上、下緣附近逐漸消失，梁底一般沒有裂縫；（4）大體積混凝土在平面部位收縮裂縫較多，側(cè)面也有所見。收縮裂縫對構(gòu)件承載力影響不大，主要影響影響結(jié)構(gòu)外觀和耐久性。

　　溫度裂縫：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)隨著溫度變化將產(chǎn)生熱脹冷縮變形，這種溫度變形受到約束時，在混凝土內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度極限值時，即會引起混凝土裂縫，這種裂縫稱為溫度裂縫。

　　混凝土溫度裂縫常見有：（1）在板上時，多為貫穿裂縫；發(fā)生在梁上多為表面裂縫。（2）梁板式結(jié)構(gòu)或長度較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多是平行于短邊。（3）大面積結(jié)構(gòu)（例如橋面鋪裝）裂縫多是縱橫交錯。（4）裂縫寬度大小不一，且沿結(jié)構(gòu)全長沒有多大變化。

　　鋼筋銹蝕引起的裂縫：混凝土中鋼筋產(chǎn)生銹蝕后，由于銹皮會吸濕產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而膨脹，其體積將增大2～4倍，從而脹裂砼保護(hù)層。　　

　　
二、裂縫檢查與觀測的方法
　　1.在裂縫兩邊設(shè)置小標(biāo)桿，兩桿間的距離用卡尺測量，或用讀數(shù)放大鏡直接測量裂縫的寬度。
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　　2.設(shè)置兩塊金屬板來量測，一塊金屬板蓋過裂縫并與另一塊刻有尺寸的金屬板相接觸，量測并記下裂縫變化的尺寸。

　　3.利用水泥漿或石膏做成薄片狀的標(biāo)記貼在裂縫處，或用玻璃片、較牢固的紙糊在裂縫上，觀察其是否繼續(xù)開裂。具體做法如下：在裂縫的起點(diǎn)和終點(diǎn)劃上與裂縫走向垂直的紅油漆線記號，并把裂縫登記編號。觀測并記下裂縫的部位、走向、寬度、分布狀況和長度等。如有必要知道裂縫深度時，可用注射器在裂縫中注入有色溶液，然后開鑿至顯色為止，其開鑿深度即為裂縫的深度。　　

　　
三、總結(jié)
　　一座橋梁從建成到營運(yùn)使用，涉及到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營管理等各個方面。由上述可知，我們明白了橋梁裂縫出現(xiàn)的原因及對橋梁使用的危害程度，在實(shí)際檢查中運(yùn)用切實(shí)可行的檢查方法，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，使橋梁最大程度的發(fā)揮安全暢通的作用，也為日常維修保養(yǎng)和橋梁維修加固方案提供科學(xué)合理的理論依據(jù)。