混凝土梁桥裂缝成因分析与应对措施研究 吴文佑 （安徽省高速公路控股集团天长管理处，安徽天长２３９３００） 摘要：混凝土梁桥由于其施工速度快、造价低等优点，在我国桥梁建设领域被广泛采用。文章针对目前各类混凝土梁桥普遍存 在的裂缝问题，详细分析了各种产生裂缝的原因，并提出处理措施，给同类型的桥梁设计施工提供参考。 关键词：混凝土；梁桥；裂缝；加固 中图分类号：Ｕ４４８．３４；Ｕ４４８．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—５７８１（２０１１）０５—０７０５—０２ １ 泵送混凝土施工温度裂缝产生原因 随着建筑技术的不断发展，泵送混凝土在工程施 工中得到普及，广泛使用于现浇梁、板、柱、墙等各种 现浇混凝土构件中。但是，泵送混凝土因骨料级配的 ２整体现浇板裂缝成因 现行的设计一般只在板纵向设受力钢筋，在横向只 设构造钢筋。由于高速公路涵洞的宽跨比较大，这使得 按单向板进行设计是不合理的。如果为整体式的现浇 板，则沿板的纵向常能见到较长的贯穿裂缝。过多的裂 ，胶凝材料的大量使用，以及具有的高坍落度、高 流动性、高水泥用量的原因，在水泥硬化中易产生泌 水现象，并产生大量的水化热，造成温度裂缝普遍存 缝或过大裂缝不但会影响结构的外观，造成使用者不 安，还会引起钢筋锈蚀影响结构的使用寿 ］。 在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，应当 引起足够的重视。 泵送混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥因水化 ３预制预应力混凝土梁的裂缝成因 ３．１预应力钢筋的布置 （１）竖向预应力。竖向预应力的存在与否、应力 而产生大量的水化热，聚积在混凝土内部不易散发， 导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，使 值大小等都对梁体腹板主拉应力有影响，并且影响的 敏感性非常大，如预应力设置不合理或损失过大将使 箱梁腹板出现主拉应力开裂，产生斜裂缝。 （２）纵向预应力。在预应力混凝土连续梁、连续 得混凝土结构内外出现较大的温差，这些温差造成内 部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一 定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限 时，混凝土表面就会产生裂缝，在混凝土的施工中当 温差变化较大或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导 刚构桥梁中，纵向预应力给予各截面预备压应力，以 保证各截面的正截面抗裂性能，同时提高构件的斜截 面抗裂性能。但由于混凝土材料存在收缩、徐变、温 致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩，表面收缩的 混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而 产生裂缝Ｅ 。 同时，商品混凝土具有较大的收缩性，在共同应 力的作用下，将会产生大量的温度收缩裂缝，虽然这 种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生，但是 如不加控制，将很快发展，形成贯穿裂缝，会引起钢筋 度应力等力学特性，从而影响其实际效果。纵向预应 力布置不当时，结构跨中截面底板、支点截面顶板附 近将出现横向弯曲裂缝，还会影响箱梁腹板的主拉应 力，使腹板出现斜裂缝。 （３）顶板横向预应力。顶板横向预应力布置的 位置与张拉的吨位不合适时，顶板由于抵抗拉应力的 的锈蚀、混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳 及抗渗能力等，严重的将形成质量病害，影响建筑的 结构安全和合理的使用寿命。 收稿日期：２０１１－０６—１３；修改日期：２０１１—０６—２４ 能力不够，在桥梁中线附近出现纵向弯曲裂缝。 ３．２截面尺寸 箱梁截面尺寸直接影响结构抵抗荷载的能力，决 作者简介：吴文佑（１９７８一），男，安徽休宁人，安徽省高速公路控股集团工程师 《工程与建设》２０１１年第２５卷第５期７０５ 定箱梁中的裂缝是否发生！扩展，因此应确定合理的 尺寸，确保结构安全。 ３．３温度应力 受高温环境和大体积混凝土施工时产生的大量 水化热的影响，当受热温度升至６Ｏ～１００℃时，混凝 土中游离水将大量蒸发，就可能出现发丝裂缝。当温 度在１５０℃以上时，水泥石发生收缩变形，而骨料发 生膨胀，导致水泥石和骨料间的粘结逐渐被破坏而产 生裂缝。在受力构件中，这类附加应力和原荷载应力 迭加，使裂缝更为严重。在箱梁桥中，桥面板、主梁或 桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其他部位，箱 内和箱外温度差别很大，温度梯度呈非线形分布，箱 梁由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出 现裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最 常见原因，经计算对比，结构体系温差对上部结构箱 梁内力应力的影响一般不到恒载内力和应力的５％， 而日照温差对结构产生的影响比体系温差大很多，使 结构内产生较大局部应力，从而在箱梁各部位产生可 能的温度裂缝ｌ 。 ４．三点支承简支板桥裂缝成因 简支板由于预制方便，施工周期短等优势而在公 路建设中大量使用。简支板的每一端支承线设有一 对支座，每片板共设４个支座。简支板常用的支座类 型有板式橡胶支座和聚四氟乙烯滑板式橡胶支座。 板式橡胶支座由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化 而成，有足够的竖向刚度承受垂直荷载，且能将上部 构造的压力可靠地传递给墩台；有良好的弹性以适应 板端的转动；有较大的剪切变形以满足上部构造的水 平位移；具有构造简单、安全方便、节省钢材、价格低 廉、养护简便、易于更换等特点。有良好的防震作用， 可减少动载对桥跨结构与墩台的冲击作用。聚四氟 乙烯滑板式橡胶支座简称四氟滑板式支座，是由普通 板式橡胶支座上按照支座尺寸大小粘覆一层厚 ２－－４ ｍｍ的聚四氟乙烯板而成，除具有普通板式橡胶 支座的竖向刚度与弹性变形，能承受垂直荷载及适应 板端转动外，聚四氟乙烯板与板底钢板间的低摩擦系 数可使桥梁上部构造水平位移不受。 由于三点确定一面的几何原理，简支板的四个支 座经常出现一个支座脱空，而出现三点支承的状态。 现行的桥梁设计一般只在简支板纵向设置受力钢筋 或预应力钢绞线，在横向只设构造钢筋。三点支承改 ７０６ Ｃｒ程与建设》２０１１年第２５卷第５期 变了板的受力，板内将进行应力重分布，从而使某些 部位由于应力过大而开裂。 ５裂缝控制措施与建议 对使用泵送混凝土的工程，应充分考虑温度裂缝 问题，在工程设计中，应对易产生温度裂缝的部位采 取构造加强措施。施工中应从拌制混凝土使用的水 泥、砂石料、掺合料、水灰比等方面进行重点控制，并 在施工中加强过程控制，以保证钢筋混凝土工程 质量 。 在进行宽跨比及交角较大的整体现浇板设计时， 按双向板设计，增大横向配筋数量，以避免横向裂缝 产生，亦可采用预制板。 对于简支板，施工时严格放样，确保各支座顶面 标高在同一平面内，板式橡胶支座与四氟滑板式支座 的厚度不同，应通过支座垫石高度调整标高。经常检 查，及时发现及时维修，需要更换的支座应及时更换 新支座；支座垫石破碎的应及时修复。 ６结束语 钢筋混凝土梁桥的裂缝对桥梁的危害极大，会引 起截面削弱与钢筋锈蚀，严重影响桥梁的使用寿命， 在桥梁建设的各个环节均应加强对裂缝的控制，才能 确保桥梁的健康运营。 ［参考文献］ ［１］ＪＴＧ Ｄ６０－－２００４，公路桥涵设计通用规范［ｓ］． Ｅ２７黄军生．钢筋混凝土桥梁裂缝成因综述［Ｊ］．世界桥梁，２００２（２）： ３７—４Ｏ． Ｅ３］林小杨，李志能．普通钢筋混凝土连续箱梁裂缝分析ＥＪ］．中外公 路，２００２（４）：１７—１９． ［４］陈新泉．水泥混凝土路面裂缝成因分析与预防ＥＪ］，化工之友， ２００７（３）：２３ ２５． ［５］孙宪魁，杨三强，刘涛，等．桥梁承台混凝土温度应力场及裂缝 控制ＥＪ３．北华大学学报（自然科学版），２０１０，１１（５）：７６—７９． Ｅ６３詹建辉，陈卉．特大跨度连续刚构主梁下挠及箱梁裂缝成因分 析ＥＪ３．中外公路，２００５，２５（１）：１４３６—１４４０． ［７］曾银枝，潘 立．大直径钢筋混凝土水泥筒仓裂缝成因分析 ＥＪ］．建筑科学，２０１０，２６（１１）：４４—４９． ［８］杜斌，赵人达．大跨预应力混凝土连续刚构桥箱梁裂缝成因分 析及防治对策ＥＪ］，四川建筑科学研究，２０１０，３６（３）：２６—３０． Ｅ９３陆洲导，陈永秀．某钢筋混凝土变截面连续箱梁桥腹板裂缝原因 分析及处理方法ＥＪ］．工业建筑，２００２，３２（９）：１１ １５． ＥｌＯＪ柳爱群，杨 中，尹益辉．预应力混凝土空心板梁锚端裂缝成因 分析与防治措施口］．施工技术，２００８，３７（６）：３７ ４１．
