混凝土桥梁结构裂缝预防措施

混凝土桥梁结构裂缝的预防措施推荐度：
相关推荐

混凝土桥梁结构裂缝预防措施

引言

桥梁在建造和使用过程中，会受到环境影响、有害化学物质的侵蚀，并承受车辆、风、雨雪、地震、人为因素等外力作用，同时由于采用的材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度地损伤和劣化。更要指出的是，有些桥梁在设计时存在一些构造上的缺陷，以及施工中的质量问题，加速了这些病害的形成和发展，病害的主要体现之一就是混凝土裂缝的发生与发展。

1 混凝土裂缝的产生

裂缝是钢筋混凝土桥梁及污工拱桥中普遍存在的一种缺陷和主要的病害。一般裂缝有两种类型，一种是由于桥梁结构的承载力或刚度不足，在荷载作用下产生的裂缝。通常有纵向裂缝和横向裂缝两种。另—种是施工时由于质量缺陷而出现的裂缝，这类裂缝通常产生在钢筋混凝土桥梁中及石拱桥的灰缝部位[1]。由于裂缝是桥梁上的重大病害之一，因此不管是哪一种裂缝，只要裂缝的宽度和数量超出规范允许的范围和限度，都会导致结构恶化，影响到桥梁的承载能力和使用寿命，应该引起高度的重视，及时进行修补。

1.1分页原材料引起的裂缝

水泥用量过大或水泥品质有问题，将在混凝土浇注后产生不规则裂缝（龟裂）。如图l所示。

图1 水泥质量问题引起的裂缝图 2骨料问题引起的裂缝

当骨料含泥量过大时，将随着混凝土干燥、收缩，出现不规则花纹状裂缝。当骨料是碱骨料或风化骨料时，在混凝土硬化后将出现裂缝，裂缝往往以骨料为中心，在骨料周围出现，有时也有带圆锥形剥离的。如图2所示。

1.2分页施工质量问题

1）混凝土搅拌时间过长，运输时间过长，将会使混凝土凝固速度加快，在整个结构上产生细裂缝。

2）模板移动或鼓出，将会使混凝土在浇筑后不久产生与模板移动方向平行的裂缝。如图3所示。

图3 模板问题

3）支架下沉、脱模过早、不均匀下沉，也将会使混凝土在浇筑后不久产生裂缝，见图4。裂缝宽度比较大，有的达1-2mm。这类裂缝往往在支点等处容易产生。

图4 支架下沉、脱模过早不均匀下沉引起的裂缝

4）接头部位处理得不好，将造成预制混凝土构件装配时的施工接缝和现浇混凝土时的新旧混凝土施工缝变为成型缝(图5所示)。由于安装时支座设置工作粗糙，使支点处与桥轴垂直方向上形成倾斜扭裂。

图5 接头部位处理不好产生的裂缝图6 养生不好产生的塑性收缩裂缝

5）养生不好，塑性收缩状态将会在混凝土表面发生方向不定的收缩缝。这类型经常出现在混凝土刚浇筑之后，裂缝深度较浅，约为钢筋保护层厚度，特别是在风大的天气，空气干燥时浇筑的混凝土更容易产生。如图6所示。

6）在振捣不充分，或析水多的混凝土，断面高度急变的部位，以及钢筋、导管等的保护层小的时候，常因混凝土的沉降，导致在混凝土刚浇筑之后产生深度较浅的裂缝，通常裂缝沿钢筋或导管方向产生。由于钢筋沉降小，周围混凝土沉降大，所以在钢筋下面形成空隙。如图7所示。

图7 混凝土沉降产生的裂缝

7）大体积混凝土、使用了早强水泥的混凝土，由于技术措施不当，常因混凝土的水化热作用，在浇筑后2—3天导致混凝土结构中产生裂缝，裂缝经常以直线等间距出现。如图的8所示。

在新旧混凝土接头等处，沿着与接缝面的垂直方向产生裂缝。即使按垂直方向，作平面接头面时，也同样产生裂缝。

图8 混凝土水化热引起的裂缝

8）水灰比大的混凝土，由于干燥收缩，在龄期2—3个月内容易产生裂缝，大体积

混凝土也有在6—8个月内产生。

这类裂缝往往在开口、角网等部位容易产生，特别是当浇筑断面很薄，硬化后经过较长一段时间，更容易产生由于约束引起的收缩裂缝。对钢架结构等，如受梁约束之后浇筑桥面板，也容易产生水平方向的裂缝。收缩裂缝多为贯通裂缝。如图9所示。

图9 干燥、收缩产生的裂缝裂缝

1.3分页设计原因导致产生裂缝

1）当设计的混凝土抗压强度不够时，在承压应力大的部位，由于出现局部拉应力，常常导致产生裂缝。如图10所示。

图10 混凝土抗压强度不够引起的裂缝

2）当外力(包括冲击力)超过设计要求时，由于受拉区域布筋不够，“裂缝在粱和板等的受拉边，垂直地向中性轴发展；或者由于主拉应力方向钢筋不足，在梁两端(剪切)、支座等处容易产生裂缝，裂缝方向大致接近45°，最大宽度在中性抽上，如图ll所示。

《混凝土桥梁结构裂缝预防措施》全文内容当前网页未完全显示，剩余内容请访问下一页查看。

图11 超过设计外力引起的裂缝

1.4外界环境的变化

1）由于混凝土表面温度变化，常常导致构件在垂直于受弯方向产生裂缝，或在悬臂梁最大负弯矩处产生裂缝。

2）火灾常常导致混凝土表面产生细裂缝和质量恶化。

3）钢筋锈蚀将沿钢筋方向产生裂缝。

4）盐或化学作用，使混凝土表面产生细裂纹和质量恶化，或表面砂浆脱落。

5）基础不均匀下沉，将使结构产生向下沉方向倾斜方向的裂缝。

6）出于通行超过设计荷载的重型车辆，在梁的受拉边产生裂缝。

2 混凝土裂缝的预防

混凝土裂缝是不可避免的，但是可以控制的。控制裂缝，主要从设计、原材料的选择、混凝土配合比和施工工艺等方面入手。

2.1结构的设计措施

1）结构的主要作用在于支承荷载，并把它传递到地基。因此，结构设计的主要任务之一就是考虑如何使传力路径尽可能短，越是简捷，效率越高，混凝土材料尽可能受压，同时应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，可最大限度避免裂缝的产生。

2）要充分考虑足够的保护层厚度以保护钢筋，但是因种种原因受到限制又不能满足保护层厚度时，可以通过涂刷防碳化涂料来弥补保护层的不足，但选材是一定要注意涂层本身一定要抗碱和紫外线。

3）对地处北方地区的桥梁应有完善的防冻设计。寒冷地区冬季处于十分恶劣的冻融环境，雪后融雪使用盐水，形成盐冻融更为严重。所以设计必须对防冻设计提出严格的要求，施工时对混凝土的配比设计严格控制，应采用引气工艺混凝土，达到防冻要求。

4）结构的外形构造要尽量避免雨水、水汽和有害物质在混凝土表面上的积聚直接侵袭主体结构。过去的桥梁设计对此考虑的不周，雨水通过栏杆外侧流向边梁，所以边梁外侧病害最严重。

5）要有良好的防排水系统。桥面防水非常重要，但最关键的是雨水泄水口，伸缩缝，伸缩缝处的梁端部位以及帽梁顶面，下部结构水位浮动处等，都要特殊处理。收水口的设计必须保证不但能排桥面水，而且能排沥青铺装的层间水。

6）采取预防性的保护措施[2]。一些重要结构，一旦发生损伤，检测、维修、加固将变得非常困难，而在设计时考虑预防性的保护，在施工阶段进行，将是最经济有效的办法。比如斜拉桥的桥塔，借助施工期间的脚手架进行保护十分容易，而一旦投入使用，再进行修补几乎不可能。再如，伸缩缝下的盖梁，一旦伸缩缝防水失效（几乎无缝不漏），将处于非常恶劣的环境，冻融、盐腐蚀、结晶腐蚀都要发生，此时若要治理，难上加难，而设计之处就应考虑。

2.2应用高性能混凝土

高性能混凝土以其良好的工作性，优异的耐久性得到人们的普遍认可。高性能混凝土并不是混凝土的一种，而是具备某些性能的混凝土，是在普通混凝土的基础上合理掺用矿物掺合料、外加剂而获得。目前关于混凝土耐久性设计的规范已经出台，混凝土的粗放设计已经转变为精细化的定量设计，从精选原材料、控制水胶比、胶凝材料用量等实现混凝土的低氯离子扩散系数、高抗冻指数的目的，通过内掺阻锈剂、防腐剂等实现对钢筋的保护。

在任何情况下，混凝土本体的密实性是保障结构耐久性的根本，但很多时候，只靠混凝土本身是远远不够的，必须进行强化防腐蚀措施，如涂覆高渗透改型环氧树脂、硅树脂等。

2.3施工工艺与养护的控制

混凝土在运输过程中，严禁添加计量外用水，当有必要调整混凝土的塌落度时，必须在专职技术人员指导下，在卸料前加入外加剂，加入后快速搅拌，外加剂加入量与搅拌时间应经试验确定。在浇筑前，混凝土的温度应维持10℃至30℃之间，浇筑混凝土前，应针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度等；混凝土浇筑过程中，不得无故更改事先确定的浇筑方案。混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过120min。所有混凝土，一经浇筑应立即进行全面的捣实，使之形成密实、均匀的整体，对引气混凝土，振捣棒脉冲的频率应不大于6000hz。

高性能混凝土用水量小，早期养护很重要，应避免混凝土失水引起早期裂缝，影响质量。混凝土浇注完毕后应立即用塑料布或草帘子覆盖，并在终凝后立即进行洒水养护；立面墙施工时可在浇注24-48小时后略微松开模板，并浇水养护。保持混凝土表面湿润，养护期不少于14d。高性能混凝土的胶凝材料用量较大，应注意采取养护措施防止混凝土因温度变化而引起的开裂。养护期间应控制混凝土内部最高温度不超过75°c；应采取措施缩小混凝土的内部温差；还应防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温聚降等）而发生剧烈变化。混凝土表面不便浇水时，应涂刷保护层，如薄膜养生液等。

《混凝土桥梁结构裂缝预防措施》全文内容当前网页未完全显示，剩余内容请访问下一页查看。

3 裂缝的处理

造成桥梁病害的原因是各种各样的，这就需要我们在实际工作中针对桥梁的具体缺陷和病害进行具体分析，确定该桥存在的缺陷和病害产生的原因，找出影响耐久性的各方面因素，为今后延长桥梁的使用寿命奠定良好的基础。对于桥梁的裂缝而言，要判明裂缝的种类，并进行有针对性的处理。

1）表面细小裂缝

混凝土表面的细小裂缝（小于0.2mm）多是由于温度裂缝、水化收缩裂缝以及由于碳化引起的收缩裂缝。这一类裂缝对混凝土的承载力不构成影响，短时间内不会影响其安全性。但对结构的耐久性却构成危害，可以通过涂装保护-法来达到保护目的的。涂装材料有有机类材料，如丙烯酸类涂料等和无机类材料，如水泥基涂料等。这些涂装材料可以起到防水、防有害气体以及腐蚀性化学物质的作用。也可采用高弹涂膜保护-法。高弹涂膜的作用除了防止水、二氧化碳、氯离子、腐蚀性化学物质侵蚀外，还可以防止基层裂缝的产生与发展，防止基层裂缝对涂层的破坏。高弹涂膜保护-法与涂装保护-法不同之处在于高弹涂层可以抵抗基层的可移动裂缝而保证涂层不受破坏。

2）结构裂缝

这一类裂缝是由于结构受力引起，直接影响结构的安全性和耐久性。在结构计算的基础上，选用适当的加固方法。

a化学灌浆法

此法可使结构重新结合为整体、阻断空气和水分进入梁体，避免腐蚀钢筋。

对静止裂缝的修补，裂缝开展已基本稳定的情况，一般以环氧树脂等化学材料并施加低压灌注至混凝土裂缝中。

对活动裂缝的修补，处于继续开展而未稳定的裂缝，应在分析并控制裂缝开展使其稳定后，方可进行修补加固。

b粘贴材料法。

可采用钢板，钢筋，钢纤维、芳纶纤维织物等与构件混凝土粘接或焊接成一体，对结构进行补强。

c预应力法。

施加体外预应力，提高结构的承载能力。

d改变结构体系法。

有简支变连续、简支变刚构、单一结构变组合结构、轻型材料结构替换等方法。

4 结论

混凝土产生裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以有效控制的，裂缝的控制与防治应从设计与施工养护等多方面进行。

在实践中，不断总结经验，用科学系统的方法研究混凝土工程裂缝，才能得到控制混凝土裂缝有效的最优方法。对已经产生的裂缝，根据其不同特点采用相应的治理方法，使裂缝对构件或结构的危害降到最小。

混凝土桥梁结构裂缝预防措施 [篇2]

引言

随着交通事业的飞速发展，我国的桥梁建设广泛用于公路、铁路建筑中。桥梁施工过程中，很容易出现裂缝。裂缝的出现不仅仅影响工程质量甚至会导致桥梁垮塌。混凝土开裂经常困扰着我们桥梁工程技术人员。其实，如果采取有效的施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了尽量避免工程中出现危害较大的裂缝、少出裂缝，提出了有效预防与处治的对策,以保证结构的安全和耐久性。

2 常见的混凝土施工裂缝形成原因

裂缝可分为结构性裂缝及非结构性裂缝两大类型。其中结构性裂缝可分为设计结构性裂缝及施工结构性裂缝。非结构性裂缝可分为塑性裂缝、温差裂缝、长期干裂缝及其它侵害性裂缝。

2.1 结构性裂缝的形成原因

设计结构裂缝是指设计时采用的结构型式在荷载作用下必然会产生的裂缝，如非预应力的预制梁板及非预应力现浇连续箱梁等。虽然在施工时针对这种形式设置了预拱，但在荷载作用下，预拱消失后梁底抗拉区的混凝土最终还是要开裂的。非预应力现浇连续箱梁还在梁顶负弯矩区产生裂缝。这种裂缝是正常的、安

全的，但裂缝的宽度应小于0．20mm或设计规定的范围，若超过这个范围，那么裂缝就不正常了，就需要对其成因及安全性作进一步分析和鉴定。施工结构性裂缝是指由于施工原因造成的结构性裂缝，如预应力结构的张拉裂缝，普通钢筋混凝土连续箱梁支架拆除过程中产生的裂缝等等。

2.2 非结构性裂缝的形成原因

2.2.1人为产生的裂缝

（1）设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外观样式，建筑物表面存在过多凹凸角，产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物，很易出现伸缩裂缝。此外，因设计的承重板件厚度太小，刚度减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大，致使板件出现穿透性裂缝。（2）混凝土材料使用不当产生的裂缝，比如：使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。（3）施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。

2.2.2 塑性裂缝

塑性裂缝，即混凝土在可塑状态下出现的裂缝，分为沉降裂缝和收缩裂缝两种形式。沉降裂缝产生的原因一是由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部地方的混凝土变形受约束导致裂缝；二是由于重力作用使混凝土中较重颗粒下沉，而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板拉杆约束时就会产生裂缝。收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土内水份的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒水面形成弯月形产生毛细管张力，混凝土自体收缩所产生的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度而导致裂缝。

2.2.3 温度应力引起的裂缝

温度应力引起裂缝，即由于混凝土自体的温度变化及混凝土自体温度与环境温度的差异使混凝土自体收缩不均而产生的裂缝。由于早期混凝土构件被模板等材料隔离，水泥水化所产生的热量无法及时散发到空气中，故在初始24h内混凝土温度将升高，过几天后随着热量的散发混凝土将变冷，此时混凝土会产生收缩，这种收缩受结构内部钢筋及外部模板等约束会使混凝土开裂；当混凝土冬季施工时，由于混凝土散热快，其内部温度较高，而表面温度受环境影响变得较低，表面混凝土的收缩率大于混凝土内部的收缩率，从而使表面混凝土产生裂缝。

2.2.4 长期干缩引起的裂缝

长期干缩引起的裂缝，即混凝土长期暴露于不饱和的空气中由于物理的、化学的失水使混凝土体积缩小，当缩小受到约束时产生的裂缝。通常来讲，干缩产生的混凝土应变速率非常慢，而且混凝土徐变产生的松弛可抵消部分干缩应变。但混凝土设计的体积与表面积的比值、分布钢筋的布置、混凝土的配合比及混凝土所处环境的温度、湿度等都会导致干缩而产生裂缝。

3 桥梁混凝土裂缝的施工防治措施

3.1材料控制

（1）选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土，使用强度等级为42.5的水泥比较合适，可以达到合理的水灰比，保证施工质量。切记不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥、大水灰比的配合

比。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥库，严禁不同厂家的水泥混用。

（2）选用级配良好的粗、细骨料，粗骨料中针片状石子严禁超标，细骨料不能使用细砂，含泥量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。夏季骨料温度高时，采用洒水等降温措施，减缓混凝土水化反应速度，降低混凝土入模温度。

3.2 温度的控制

改善骨料级配，尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；改善混凝土的搅拌加工工艺，在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热或采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度，如果是大体积混凝土，因为温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，所以在混凝土中埋设水管，通入冷水降温，减小混凝土的内外温差，减小约束；是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却；在混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝

土表面发生急剧的温度变化；施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施。

3.3 非结构性裂缝防止措施

防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施工．对支架进行全面积预压以消除非弹性变形；混凝土中加减水剂减少混凝土泌水，确保混凝土保护层厚度、混凝土施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有加强早期混凝土养护以降低混凝土中水分蒸发速率。方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿治养护。防止温差裂缝的措施有合理安排混凝土浇注顺序及浇筑速度，在混凝土浇注的过程中除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温，冬季施工时混凝土表面应覆盖保温。

防止干缩裂缝的措施有设计部门布设足够的控制裂缝的分布筋。施工配合比设计时减小水灰比。尽量增加骨料用量、增大骨料粒径，施工完成后加强混凝土的湿治养护。

4 裂缝处理

4.1 表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同

时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

4.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（〉0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物、用灌浆法很难达到效果的裂缝，以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。

4.3 灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

4.4结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

4.5混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

5 结束语

混凝土是当前最广泛使用的建筑结构材料之一。在桥梁施工过程中，要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理，根据现场条件，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂缝的产生，以确保工程质量。

【混凝土桥梁结构裂缝预防措施】相关文章：