桥梁裂缝产生原因浅析（外文翻译） ㊣ 精品文档 值得下载

发病，经常困扰着桥梁工程技术人员。

其实，如果采取定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。

为了进步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析总结，以方便设计施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。

混凝土桥梁裂缝种类成因实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每条裂缝均有其产生的种或几种主要原因。

混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝次应力裂缝两种。

直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。

裂缝产生的原因有设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算计算模型不合理结构受力假设与实际受力不符荷载少算或漏算内力与配筋计算结构安全系数不够。

结构设计时不考虑施工的可能性设计断面不足钢筋设置偏少或布置结构刚度不足构造处理不当设计图纸交代不清等。

施工阶段，不加限制地堆放施工机具材料不了解预制结构结构受力特点，随意翻身起吊运输安装不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥受车辆船舶的接触撞击发生大风大雪地震爆炸等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

裂缝产生的原因有在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在些部位引起次应力导致结构开裂。

例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置形钢筋同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

桥梁结构中经常需要凿槽开洞设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，般根据经验设置受力钢筋。

研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。

在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。

因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处受力钢筋截断处容易出现裂缝。

实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。

次应力裂缝多属张拉劈裂剪切性质。

次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。

例如现在对预应力徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算，但在年前却比较困难。

在设计上，应注意避免结构突变或断面突变，当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。

这类裂缝多出现在受拉区受剪区或振动严重部位。

但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。

根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下中心受拉。

裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。

采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

中心受压。

沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

受弯。

弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。

采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。

当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。

大偏心受压。

大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件。

小偏心受压。

小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件。

受剪。

当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于方向的斜裂缝当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约方向相互平行的斜裂缝。

受扭。

构件侧腹部先出现多条约方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。

受冲切。

沿柱头板内四侧发生约方向斜面拉裂，形成冲切面。

局部受压。

在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

二温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。

在些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。

温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

引起温度变化主要因素有年温差。

年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，般可通过桥面伸缩缝支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥刚架桥等。

我国年温差般以月和七平均温度的作为变化幅度。

考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

日照。

桥面板主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。

由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。

日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

骤然降温。

突降大雨冷空气侵袭日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。

日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。

水化热。

出现在施工过程中，大体积混凝土厚度超过米浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。

施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。

预制梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。

采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至，混凝土构件也容易开裂。

试验研究表明，由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力随之下降，混凝土温度达到后抗拉强度下降，抗压强度下降，光圆钢筋与混凝土的粘结力下降由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。

三收缩引起的裂缝在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。

在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩干缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩塑性收缩。

发生在施工过程中混凝土浇筑后小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。

塑性收缩所产生量级很大，可达左右。

在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。

在构件竖向变截面处如梁箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。

为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。

缩水收缩干缩。

混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩干缩。

因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩当然，在旅途中，你也可以摇摇晃晃地穿过自己的车厢，去别的车厢找他可惜，你再也无法坐在他身旁，因为这个位置已经让别人给占了没关系。

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