橋梁裂縫出現(xiàn)的幾種類型及原因
橋梁病害表征主要為撓度加大、表面破損、裂縫出現(xiàn)、混凝土碳化,剝蝕及鋼筋銹蝕、結(jié)構(gòu)局部構(gòu)造破壞及人為破壞等。大部分的病害都可以表現(xiàn)集中在裂縫方面,如撓度加大而出現(xiàn)裂縫、表面破損而出現(xiàn)表面裂縫、混凝土碳化造成鋼筋銹蝕而產(chǎn)生的裂縫等等。
一、裂縫種類
( 1) 塑性裂縫。
混凝土澆筑后開(kāi)始凝聚,由流態(tài)變成塑態(tài),再變成固態(tài),在塑態(tài)階段產(chǎn)生的裂縫稱為塑性裂縫,是一種早期裂縫。它主要是由施工不當(dāng)引起的,如混凝土攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng),使混凝土凝固速度加快,造成結(jié)構(gòu)上的微裂縫; 養(yǎng)護(hù)不好,造成現(xiàn)澆混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快,產(chǎn)生的不規(guī)則的裂縫; 施工時(shí)振搗不充分,或混凝土的析水過(guò)多等。
( 2) 收縮裂縫。
混凝土凝固時(shí)由于體積變小發(fā)生收縮而產(chǎn)生收縮裂縫。收縮裂縫主要發(fā)生在混凝土的表面,裂縫細(xì)密,分布均勻,多沿梁、板的長(zhǎng)邊走向。大體積混凝土在平面部位較為多見(jiàn),側(cè)面也常見(jiàn),預(yù)制構(gòu)件多發(fā)生在箍筋位置上。高度較大的混凝土梁,一般在腰部產(chǎn)生豎向裂縫,集中于構(gòu)件中部,中間寬兩頭細(xì),而在底部則沒(méi)有。這主要與配筋的密度相關(guān),配筋密的地方裂縫少,配筋疏的地方,混凝土無(wú)法承受拉應(yīng)力而開(kāi)裂。另外,含泥量大的混凝土也容易產(chǎn)生收縮裂縫。為了防止這類裂縫的發(fā)生,應(yīng)該控制混凝土中水泥用量、水灰比和砂率不能過(guò)大,嚴(yán)格控制砂石含泥量,混凝土應(yīng)振搗密實(shí),對(duì)板面進(jìn)行抹壓: 同時(shí)要加強(qiáng)混凝上的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,避免曝曬。
( 3) 拱橋徑向裂縫。
截面整體性差: 在拱橋設(shè)計(jì)中,拱圈均按整體的組合截面計(jì)算。但為了便于施工,拱橋( 如雙曲拱橋) 又常采用預(yù)制裝配、化整為零的施工方法,導(dǎo)致截面的整體性較差。
( 4) 腹下箱間間隙處縱向裂縫。
該處裂縫產(chǎn)生的原因是在原橋預(yù)制箱體間隙填筑混凝土?xí)r因粗骨料過(guò)大,卡在箱間使產(chǎn)生空洞,施工后再用砂漿抹平,從而使表面有裂縫。拱腹預(yù)制箱體縱向連接處的徑向裂縫產(chǎn)生的原因與此相同。
( 5) 墩臺(tái)帽裂縫。
不論在主橋還是引橋的墩臺(tái)帽處,沿橋軸線方向均有一上下貫穿墩帽的裂縫。這種原因主要是由于局部應(yīng)力所致. 因橋面恒載和活載的作用力集中地通過(guò)立柱傳至橋墩,使其周?chē)枕斊渌课划a(chǎn)生拉應(yīng)力。
( 6) 拱腳裂縫。
我國(guó)修建的拱橋大多數(shù)為拱腳固結(jié)的無(wú)鉸拱橋,拱腳處承受很大的負(fù)彎矩,是最易破壞的地方。拱腳處一旦出現(xiàn)較大的裂縫,拱肋在兩個(gè)平面內(nèi)的抗彎剛度和抗扭剛度都會(huì)產(chǎn)生很大變化。