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桥梁结构裂缝产生的机理及原因

作者:湖北楚天联发路桥养护有限公司 来源:原创 日期:2021-04-26 14:57:07 人气:4141

结构裂缝产生的机理及原因 

混凝土基础性材料在当前桥梁结构建设方面应用范围较 广,应用数量最大,且根据配合比的不同材料性能、形状和强度存在较大变化,且有较强的耐久性和生命潜力。但构成桥梁结构的石、砖、钢筋、混凝土等材料抗拉能力弱,轻微受拉就会引发裂缝,因此,产生裂缝几乎是不可避免的,裂缝的存在及后期发展均会对结构构件及承载能力产生不同程 度的削弱。此外,桥梁结构裂缝还会导致保护层脱落、钢筋 锈蚀、混凝土材料碳化,结构耐久性和强度下降,甚至会缩 短桥梁的使用年限,影响桥梁正常使用。 



通常,引起桥梁结构裂缝产生的机理较为复杂,单因素裂缝较为少见,裂缝通常由一种或几种因素引起,其余因素只是导致裂缝继续发展或加剧裂化。所以,在分析裂缝产生的原因时,必须将裂缝形式与产生原因对应起来。具 体而言,桥梁结构裂缝的产生原因包括以下方面。

 1、荷载裂缝 

桥梁混凝土结构在常规动静状态荷载和桥梁次应力等的 作用下容易出现荷载裂缝,荷载裂缝通常直接表现为直接应力裂缝和次应力裂缝,直接应力裂缝主要因桥梁表面荷载力超出其能够承受的应力范围而引发,次应力裂缝则因桥梁结构受外部荷载力影响而引起次应力导致桥梁结构裂缝出现。 

2、自应力裂缝 

桥梁结构自应力裂缝包括因桥梁结构收缩而产生的裂缝和因温度差异而导致的桥梁结构裂缝。 

(1)结构收缩裂缝 

桥梁混凝土结构在凝固的过程中内外出现不均匀收缩而导致表面作用压力远大于抗拉强度承受的范围,导致桥梁结构出现裂缝。通常情况下,桥梁混凝土结构浇筑后的4h是水泥水化反应最为激烈和活跃的阶段,也是混凝土结构分子链产生和形成的关键期。分子链形成的过程中必然伴随泌水现象,也表明混凝土结构并未彻底完成硬化,引发塑性收缩。 此后,随着混凝土结构的不断硬化,表面泌水不断蒸发,温度逐渐下降,混凝土结构体积减小,出现干缩裂缝。 

(2) 温度裂缝 

混凝土结构凝固过程中出现放热现象,焊接电弧的过程中引起温度变化、强烈光照等,上述温度变化都会引起膨胀和收缩交替出现,导致温度应力远远超出混凝土结构 所能承受的强度,引发桥梁结构裂缝。考虑到本桥梁工程所处的地理环境,每年温差都存在一定变化,不断引发桥梁纵向位移。桥身侧面及支柱在太阳直射后局部温度升高,则此部位的局部拉应力会变大,引发纵向裂缝。 

3、材料原因 

本桥梁主要为混凝土结构,在分析该桥梁结构裂缝产生的原因时发现,其设计施工阶段混凝土材料配合比设计并不合理,导致混凝土材料抗拉强度降低,混凝土结构开 裂。由于混凝土材料具有的收缩特性,对温度变化十分敏感,在施工阶段因温差变化及水泥水化热,进一步加剧了桥梁混凝土结构的开裂。 

4、养护不当 

本桥梁自建成运行以来,缺乏合理的养护管理,也并 未对超载超限车辆进行严格的通行限制,久而久之,导致桥梁荷载过大,引起桥梁结构裂缝。

本文关键词:桥梁结构裂缝

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