橋梁結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫原因分析

      四十五、橋梁結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫原因分析
     （一）橋梁墩、臺(tái)常見(jiàn)的裂縫
      1．墩身網(wǎng)狀裂紋：
     （1）裂紋狀態(tài)
      在橋墩常水位以上的向陽(yáng)部分，出現(xiàn)交織或水平和豎直的網(wǎng)狀裂紋，在背陰部分裂紋較少。
     （2）原因分析裂紋是混凝土體內(nèi)與體外的溫度差（該溫度差是受日氣溫變化及陽(yáng)光照射所影響）引起的溫度應(yīng)力所產(chǎn)生的。
      2．橋墩由支承墊石的上邊延伸到下邊的縱向貫通的裂縫
     （1）裂縫狀態(tài)：
      裂縫在墩身的上、下游兩側(cè)面對(duì)稱產(chǎn)生，裂縫上寬下窄，其裂縫長(zhǎng)度常隨荷載的變化而發(fā)展，有時(shí)能把橋墩分裂為兩部分。見(jiàn)圖2-5-9。
     （2）原因分析：
      由于相鄰兩孔的固定支座安在同一橋墩上或活動(dòng)支座不靈活，在支座下產(chǎn)生很大摩阻力，在活載作用下支座支承墊石發(fā)生拉應(yīng)力，而被拉裂。
      3．支承不等跨兩梁的橋墩墩頂裂縫：
     （1）裂縫狀態(tài)
      墩墻頂帽上樓角部分裂縫是此類橋墩通常出現(xiàn)的裂縫。墩帽易因此損壞。
     （2）原因分析
      裂縫是由于小跨梁的支座底板至墩墻頂?shù)倪吘壘嚯x太小，墩帽混凝土在局部應(yīng)力的作用下，沿剛性角的斜線發(fā)生開(kāi)裂，以致引起混凝土脫落。
      4．圓端形橋墩的墩帽支承墊石周圍的裂縫：
     （1）裂縫狀態(tài)
      裂縫在支承墊石周圍的墩帽混凝土面呈放射狀
     （2）原因分析
      裂縫是由于支座局部壓力在墩帽混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力引起；或因?yàn)槿照沼绊懟炷馏w內(nèi)、外溫度差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力或由于混凝土干縮、施工質(zhì)量不良等因素所產(chǎn)生的裂縫。
      5．橋墩墩身的豎直裂縫：
     （1）裂縫狀態(tài)
      1）一般多發(fā)生在大型混凝土橋墩上，墩身裂縫未延伸到墩帽及基礎(chǔ)。不論是實(shí)心墩還是空心墩均有發(fā)生，有時(shí)，空心橋墩的墩壁內(nèi)外裂貫通。
      2）在相濕度小，日氣溫差大的地區(qū)的混凝土墩身常常容易發(fā)生。
     （2）原因分析
      裂縫是由于混凝土澆注時(shí)，混凝土內(nèi)部的水化熱過(guò)高，而混凝土表面溫度低，混凝土墩身內(nèi)外溫差大，產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力引起混凝土開(kāi)裂。
      6．圓形橋墩支座下裂縫：
     （1）裂縫狀態(tài)
      裂縫從支承墊石邊發(fā)展到墩帽邊緣，然后折返向下發(fā)展，在墩身頸縮處合二而一，并向下延伸。見(jiàn)圖2-5-12。
     （2）原因分析圖2-5-12圓墩支座下裂縫由于橋墩混凝土澆注后養(yǎng)護(hù)不良，引起混凝土的收縮，或由于橋墩混凝土強(qiáng)度未達(dá)到要求值，而過(guò)早架設(shè)預(yù)制梁，或因架設(shè)時(shí)，架橋機(jī)偏心等所引起的裂縫。
      7．圓端形橋墩墩帽中間裂縫（見(jiàn)圖2-5-10）：
     （1）裂縫狀態(tài)
      裂縫在墩帽平面上，順橋梁中心軸線產(chǎn)生、發(fā)展、貫通整個(gè)墩帽，并由邊緣自上而下的垂直延伸，多發(fā)生在跨度大，支承反力大的橋墩帽上。
     （2）原因分析
      主要是由支座傳遞來(lái)的局部壓力，引起該處混凝士表面產(chǎn)生過(guò)大拉應(yīng)力造成的裂縫。
      8．橋臺(tái)由支承墊石開(kāi)始，從上而下的裂縫：
     （1）裂縫狀態(tài)
      裂縫發(fā)生后，會(huì)產(chǎn)生裂縫寬變的急劇變化，常見(jiàn)有明顯的開(kāi)合現(xiàn)象。裂縫多發(fā)生于非整體性橋臺(tái)臺(tái)帽，或者是跨度較大的石砌橋臺(tái)上。
     （2）原因分析
      支座不合標(biāo)準(zhǔn)，在支承墊石底發(fā)生拉應(yīng)力。裂縫的寬度急劇變化是由橋上活載沖擊作用的變化而引起。

     （二）普通鋼筋混凝土梁的常見(jiàn)裂縫
      1．梁身網(wǎng)狀裂紋（見(jiàn)圖2-5-14a）：
     （1）裂紋狀態(tài)：
      1）裂紋多是表面性龜裂，其走向無(wú)固定規(guī)律，其深度不觸及鋼筋。
      2）裂紋寬度很?。s0.01～0.05mm），寬度在0.05mm時(shí)，裂紋肉眼可見(jiàn)。
     （2）原因分析：
      因混凝土內(nèi)外收縮不一致，引起混凝土表面龜裂，一般由產(chǎn)生塑性收縮裂縫，塑性干縮裂縫及混凝土內(nèi)外溫度差產(chǎn)生的表面溫度裂縫中的一種或三種因素所綜合產(chǎn)生。
      2．梁腹斜裂縫（見(jiàn)圖2-5-14b）：
     （1）裂縫狀態(tài)：
      梁腹斜裂縫是鋼筋混凝土梁中最多出現(xiàn)的一種裂縫，各種跨徑的梁均有發(fā)生。但在跨徑小于10m的梁上較少見(jiàn)，且其傾斜角也較小。
      1）跨徑12～20m的梁，其裂縫多分布在距支點(diǎn)1m到1/4跨長(zhǎng)處，裂縫寬最大達(dá)0.4 m m，一般寬度在0.2～0.3mm，裂縫走向與水平軸成60度至45度；跨度在10m以下的梁，裂縫在梁端部梁腹處，時(shí)有發(fā)生。
      2）斜裂縫在等截面梁上，寬度最大發(fā)生在主筋附近；而在變截面梁上，梁高中央線附近裂縫寬度最大，向兩端發(fā)展，形成棗核形。
      3）裂縫間距約為0.5～1.0m，斜裂縫在梁腹的兩個(gè)側(cè)面上分布規(guī)律與剪力的分布相符；
      4）斜裂縫一般少則幾條，多則幾十條，數(shù)目不等。
     （2）原因分析：
      1）主拉應(yīng)力作用超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)產(chǎn)生裂縫。
      2）混凝土收縮作用所引起。
      3）外力作用下，使梁腹產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生裂縫。
      4）施工質(zhì)量差，如混凝強(qiáng)度不足不均所引起的應(yīng)力裂縫，模板、支架、拱架變形移動(dòng)產(chǎn)生的施工因素裂縫等。
      3．順主筋方向的縱向裂縫：
     （1）裂縫狀態(tài)：
      1）裂縫沿主筋方向延伸，裂縫寬度較大，裂縫長(zhǎng)度可發(fā)展得很長(zhǎng)，最嚴(yán)重時(shí)可達(dá)梁的半跨長(zhǎng)，縫寬可達(dá)4mm。
      2）該裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的危害大。這是因?yàn)榱芽p破壞了鋼筋與混凝土的共同作用，使鋼筋應(yīng)力聚增，以致易引起結(jié)構(gòu)突然斷裂破壞。
     （2）原因分析：
      1）主要是混凝士中摻用了氯化物，水滲入，鋼筋發(fā)生電化學(xué)銹蝕作用，將混凝土脹裂。
      2）由于施工工程質(zhì)量不良，鋼筋混凝土保護(hù)層過(guò)薄或存在蜂、洞，使鋼筋發(fā)生銹蝕，混凝土被脹裂。
      4．梁腹面上的豎向裂縫（見(jiàn)圖2-5-14c）：
     （1）裂縫狀態(tài)：
      1）跨徑為12～20m的變截面梁普遍存在于梁腹較薄部位，裂縫成棗核形，在梁高1／2處附近縫寬最大；而跨度10m以下的等截面梁，該裂縫較少，多分布在跨中1／4跨長(zhǎng)范圍內(nèi)，縫寬最大處位于主筋以上部位附近。
      2）裂縫在混凝土澆筑后二、三個(gè)月內(nèi)陸續(xù)產(chǎn)生，且隨荷載作用加大而增多，間距無(wú)一定規(guī)律，裂縫寬度，一般為0.2mm，最大可達(dá)0.6mm。
     （2）原因分析：
是混凝土收縮和外力作用的綜合產(chǎn)物，以混凝土的收縮因素為主。
      5．橫隔板處豎向裂縫：
     （1）裂縫狀態(tài)：
在梁端及梁腹跨中的橫隔板上均有發(fā)生，縫寬0.2～0.3mm，裂縫走向是由楞角邊緣向上延伸發(fā)展。
     （2）原因分析：
      由于偏載，扭轉(zhuǎn)或支座不平等原因，使橫梁連接的兩片主梁受力不均，在橫隔梁、板上產(chǎn)生裂縫；或因豎向剪力及梁腹的厚度發(fā)生劇變處，產(chǎn)生應(yīng)力集中而引起橫隔板開(kāi)裂。
      6．梁側(cè)外伸長(zhǎng)的人行道懸臂板頂面上順梁長(zhǎng)方向的縱向裂縫：
     （1）裂縫狀態(tài)：
      裂縫由梁端，順梁長(zhǎng)方向，向跨中延伸發(fā)展，裂縫寬度在0.2mm以上。
     （2）原因分析：
      設(shè)計(jì)考慮不周，或該處鋼筋處于懸臂板厚的中部；或由于混凝上硬化中受到振動(dòng)。都會(huì)產(chǎn)生此類裂縫。