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梁式桥裂缝解析,收藏!

2018-06-29 10:40:16 

裂缝是桥梁病害最常见的一种形式,其诱发原因复杂多变,要“对症下药”,就必须对裂缝病害的成因做认真分析,才能有针对性地提出防治裂缝、加固桥梁和提高桥梁承载力的措施。本文针对梁式桥常见的几种裂缝的表现形式,就其成因进行了相对系统的分析,以便为设计、施工找出控制这些裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用。

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梁式桥常见裂缝的具体表现形式


1、弯曲裂缝

如图所示的梁板结构裂缝图,梁的弯拉区产生的是弯曲裂缝,主要表现形式为从梁底向上开裂,垂直于主筋。

这种裂缝在受荷时,已有裂缝的长度会缓慢地延长,裂缝也会变宽,同时,又会出现新的裂缝;卸载时,裂缝一般恢复原状,这样的裂缝是属于弹性范围的裂缝,性质比较稳定,但是,有个别裂缝为深层裂缝,也有部分为贯穿裂缝。

2、剪切裂缝

在梁的剪拉区产生的斜裂缝,发生在支座与1/4跨径之间,这种裂缝宽度不会很大,但是易与受拉区裂缝相连。


3、梁板结构主筋部分的水平纵向裂缝

在主筋位置附近,沿着主筋的延伸方向,会出现水平纵向裂缝,一般长度可达半跨,宽度较大。

这种裂缝产生原因较复杂,或是混凝土先开裂,继而钢筋锈蚀;或是钢筋锈蚀膨胀引起混凝土开裂,一般说来,与施工质量、保护层厚度、混凝土添加剂等有关。


4、混凝土梁上的网状裂缝

混凝土梁上有时会产生网状裂缝,这种裂缝在车辆荷载下,长度和宽度变化较小,一般是由于混凝土内外所受外界不均匀的非荷载作用所致。

5、支座处裂缝

在简支梁支座的垫板处的梁体上,支座垫板与混凝土的交界处,往往会产生两条大的斜裂缝,主要原因是桥墩发生不均匀沉降、歪斜;局部混凝土承压不够;支座倾斜或者活动支座失灵等。


梁式桥裂缝产生的原因分析


梁式桥裂缝产生的原因归根结底可以分为内因和外因。内因主要有:构件材料的质量缺陷、截面尺寸设计不足、施工、设计缺陷、养护失误等。外因主要可归结为:结构超载、位移约束、温度、收缩、徐变影响、灾害损坏影响等。

1、截面尺寸不足

桥梁的自身的抗力不仅与材料性能有关,更取决于结构的整体刚度,截面尺寸过小会导致结构的整体刚度不足,使得抗力过小,难以抵抗使用阶段的外荷载。因此,截面尺寸也不容忽视。通常来说,截面尺寸不足有可能是偷工减料或者其他失误造成的,也有可能是设计偏于保守造成的。

2、混凝土结构构件材料质量缺陷

如果为了降低成本,施工单位去使用一些达不到设计要求的水泥,或者偷工减料,这样做的直接后果就是导致桥梁的抗力降低,使用一段时间便会出现明显的裂缝。

同时为了片面追求施工进度,施工单位如果在水泥中加入过量早强剂、减水剂等,混凝土中添加剂的过量使用往往会导致混凝土碳化,钢筋锈蚀,从而使混凝土产生胀裂裂缝。

3、设计缺陷

部分桥梁设计上存在问题,也是引发事故的一个重要因素。一个工程不可一味地说成是施工问题,设计一旦出了问题,可能比施工问题还要大,可能造成的事故会更恶劣。

设计的缺陷主要表现在设计所采用的规范本身所存在的不足、设计时所采用的设计标准偏低、设计转包等加重了结构的安全隐患。

4、施工

一座桥梁结构的失效很容易让大家联想到施工问题,比如说前面所讲的偷工减料,或者在混凝土里面加入过量的添加剂,因此,施工问题是大家所关注的一个比较重要的问题。

施工问题主要有钢筋保护层以及混凝土构件的缺陷,如:水泥选用不当、混凝土配合比不合适、振捣不充分或者过振、预应力的施加或者养护不到位等。

5、结构超载

随着社会的发展,交通运输竞争已日益激烈,对于桥梁原有的设计标准来说,能够抵御原有的设计荷载,但车辆的超载问题愈来愈严重,使得桥梁结构不堪重负,导致结构开裂,承载力下降,形成恶性循环。

6、养护

重建轻养是我国桥梁普遍存在的问题,重建轻养的直接结果是:随着交通量的与日俱增,车辆载重量的不断提升,很多桥梁处于带病超负荷运营状态,损坏速度不断加快,鉴于各个组成部件有不同的耐久性极限,因此在桥梁设计寿命期内,需要定期检测、评价、鉴定、养护、修理,甚至更换或加固。

7、温度

温度是影响混凝土开裂的不可忽视的因素,混凝土受温度的影响会产生热胀冷缩的效应。当受到温度的影响时,混凝土会产生变形,而混凝土往往有一定的厚度,使得混凝土块内部和外部往往具有不同的温度,即温差,这样就会使得混凝土内部和外部变形不一致,使得结构内部产生应力,当产生的应力大于混凝土的抗拉强度的时候,就会产生温度裂缝。引起温度变化的因素有很多,最主要的有日照、年温差、水化热、骤然降温、冬季施工或养护措施不当等。

8、位移约束

当受地基或者其他因素的影响,桥墩产生倾斜、不均匀的沉降,基础产生水平位移会使得超静定结构产生附加应力,当这种应力大于混凝土的抗拉强度的时候,结构就会产生裂缝,这是位移约束的一种常见形式。

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