梁式桥常见裂缝的表现形式及产生的原因分析
裂缝是桥梁病害最常见的一种形式,其诱发原因复杂多变,要“对症下药”,就必须对裂缝病害的成因做认真分析,才能有针对性地提出防治裂缝、加固桥梁和提高桥梁承载力的措施。本文针对梁式桥常见的几种裂缝的表现形式,就其成因进行了相对系统的分析,以便为设计、施工找出控制这些裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用。
梁式桥常见裂缝的具体表现形式
1、弯曲裂缝
如图所示的梁板结构裂缝图,梁的弯拉区产生的是弯曲裂缝,主要表现形式为从梁底向上开裂,垂直于主筋。
这种裂缝在受荷时,已有裂缝的长度会缓慢地延长,裂缝也会变宽,同时,又会出现新的裂缝;卸载时,裂缝一般恢复原状,这样的裂缝是属于弹性范围的裂缝,性质比较稳定,但是,有个别裂缝为深层裂缝,也有部分为贯穿裂缝。
2、剪切裂缝
在梁的剪拉区产生的斜裂缝,发生在支座与1/4跨径之间,这种裂缝宽度不会很大,但是易与受拉区裂缝相连。
3、梁板结构主筋部分的水平纵向裂缝
在主筋位置附近,沿着主筋的延伸方向,会出现水平纵向裂缝,一般长度可达半跨,宽度较大。
这种裂缝产生原因较复杂,或是混凝土先开裂,继而钢筋锈蚀;或是钢筋锈蚀膨胀引起混凝土开裂,一般说来,与施工质量、保护层厚度、混凝土添加剂等有关。
4、混凝土梁上的网状裂缝
混凝土梁上有时会产生网状裂缝,这种裂缝在车辆荷载下,长度和宽度变化较小,一般是由于混凝土内外所受外界不均匀的非荷载作用所致。
5、支座处裂缝
在简支梁支座的垫板处的梁体上,支座垫板与混凝土的交界处,往往会产生两条大的斜裂缝,主要原因是桥墩发生不均匀沉降、歪斜;局部混凝土承压不够;支座倾斜或者活动支座失灵等。
梁式桥裂缝产生的原因分析
梁式桥裂缝产生的原因归根结底可以分为内因和外因。内因主要有:构件材料的质量缺陷、截面尺寸设计不足、施工、设计缺陷、养护失误等。外因主要可归结为:结构超载、位移约束、温度、收缩、徐变影响、灾害损坏影响等。
1、截面尺寸不足
桥梁的自身的抗力不仅与材料性能有关,更取决于结构的整体刚度,截面尺寸过小会导致结构的整体刚度不足,使得抗力过小,难以抵抗使用阶段的外荷载。因此,截面尺寸也不容忽视。通常来说,截面尺寸不足有可能是偷工减料或者其他失误造成的,也有可能是设计偏于保守造成的。
2、混凝土结构构件材料质量缺陷
如果为了降低成本,施工单位去使用一些达不到设计要求的水泥,或者偷工减料,这样做的直接后果就是导致桥梁的抗力降低,使用一段时间便会出现明显的裂缝。
同时为了片面追求施工进度,施工单位如果在水泥中加入过量早强剂、减水剂等,混凝土中添加剂的过量使用往往会导致混凝土碳化,钢筋锈蚀,从而使混凝土产生胀裂裂缝。
3、设计缺陷
部分桥梁设计上存在问题,也是引发事故的一个重要因素。一个工程不可一味地说成是施工问题,设计一旦出了问题,可能比施工问题还要大,可能造成的事故会更恶劣。
设计的缺陷主要表现在设计所采用的规范本身所存在的不足、设计时所采用的设计标准偏低、设计转包等加重了结构的安全隐患。
4、施工
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