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城市桥梁病害中混凝土裂缝
日期:2017-1-12 10:58:37 作者:钢结构安全监测 来源:本站原创
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    裂缝是城市桥梁中最普遍、最常见的病害,几乎没有不产生裂缝的桥梁。裂缝主要发生的位置在梁的跨中、支座两侧、梁侧以及梁底,不同的位置其发生的原因也不同,跨中及支座处的裂缝主要是结构裂缝,而其余位置处的裂缝主要是非结构裂缝。裂缝对钢筋混凝土桥梁不仅在其眼役期间形成安全隐患,而且将长期对桥梁造成不良影响。一些较为严重的裂纹如贯穿缝、网裂对桥梁的安全运行造成严重危害;另外,裂缝往往是引起桥梁其他病害的重要因素,如钢筋腐蚀、冻融破坏等,这些病害和裂缝形成恶性循环,对桥梁的耐久性造成严重危害。

 

    混凝土产生裂缝的机理是混凝土中拉应力大于其抗拉强度或拉应变大于其极限拉应变。而城市桥梁中裂缝的产生主要归结为以下几个原因:

 

    (1)荷载裂缝,在工程实践中,由荷载引起的裂缝占总混凝土桥梁裂缝的209《左右。荷载裂缝是混凝土桥梁在静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝,主要分直接应力裂缝和次应力裂缝。直接应力裂缝是指混凝土桥梁由外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指混凝土桥梁由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。

 

    (2)温度变化引起裂缝,在外界温度发生变化时,桥梁产生裂缝的一个原因是混凝土内部与外部温度变化不一致导致变形不一致而产生裂缝。另一个原因是若混凝土在变形的时候受到约束,则在结构内部就会产生温度应力,当应力大于混凝土抗拉强度时便会产生裂缝。

 

    (3)收缩引起的裂缝,混凝土常因收缩引起裂缝。其中混凝土的塑性收缩和缩水收缩是引起混凝土体积变形的主要原因,另外还有自身收缩和碳化收缩。

 

    (4)地基基础变形引起的裂缝,由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:地质勘察精度不够、试验资料不准、地基地质差异太大、结构基础类型差别大、地基冻胀等。其中没有充分掌握地质情况就设计、施工是造成地基不均匀沉降的主要原因。

 

    (5)钢筋腐蚀引起的裂缝,由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2-4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其他形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。

 

    (6)冻胀引起的裂缝,当气温低于o℃时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孑L中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。

 

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