橋梁墩身混凝土裂紋分析原因

1、1混凝土混凝土橋墩裂墩裂縫分析和控制分析和控制中鐵0局集團(tuán)二處[提要]：本文對(duì)鐵路和公路橋梁墩身混凝土在施工過(guò)程中的非受力裂縫的產(chǎn)生原因作了分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施及處理方法。[關(guān)鍵詞]：橋墩裂紋分析控制許多橋梁混凝土橋墩在施工過(guò)程中出現(xiàn)了不同程度、不同形式的裂縫，這是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。橋梁墩身混凝土裂縫是一直困擾著橋梁工程技術(shù)人員的技術(shù)難題。如2001年隴海線(xiàn)改建寶蘭二線(xiàn)施工過(guò)程中寶天段多座橋梁橋墩澆灌完畢后不同程度的存在裂縫，

2、為此鄭州局西安工程指揮部組織寶蘭二線(xiàn)設(shè)計(jì)、監(jiān)理、各施工單位和有關(guān)專(zhuān)家沿線(xiàn)參觀并組織招開(kāi)研討會(huì)。我單位在最近幾年所施工的橋梁中亦有多座橋墩發(fā)現(xiàn)裂縫。為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)橋梁墩身混凝土裂縫的認(rèn)識(shí)，盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫，本文對(duì)混凝土橋墩裂縫的種類(lèi)和原因作了分析、總結(jié)，并提出了在實(shí)際施工中具有可操作性的預(yù)防措施和處理方法。一、混凝土橋墩裂縫產(chǎn)生的原因混凝土是一種多相體，它既具有抗壓極限強(qiáng)度較高、耐久性良好的優(yōu)點(diǎn)，又具有抗拉強(qiáng)度較低，受拉時(shí)

3、抗變形能力小，容易開(kāi)裂等缺點(diǎn)?；炷两Y(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的裂縫原因大致可分以下三種：1、由外荷載（如靜、動(dòng)荷載）的直接應(yīng)力所產(chǎn)生的裂紋；2、由結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力（彎矩及切力）引起的裂縫；3、變形變化所產(chǎn)生的裂紋，即主要由溫度、收縮、不均勻沉降或膨脹等因素而引起的裂縫。相關(guān)資料中認(rèn)為，工程實(shí)踐中結(jié)構(gòu)物的裂縫原因，屬于由荷載引起的約占20%左右，屬于由變形變化引起的約占80%以上。變形所產(chǎn)生的裂縫又分為溫度差所產(chǎn)生的裂紋和收縮所產(chǎn)生的裂紋。溫度差所產(chǎn)生的裂

4、紋如外界氣溫的驟然變化及混凝土水化熱不均所產(chǎn)生的裂紋。收縮所產(chǎn)生的裂紋有干縮、塑性收縮、碳化收縮及自收縮等所產(chǎn)生的裂紋。（1）溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。引起溫度變化主要因素有：3C、自生收縮。自生收縮是混凝土在硬化過(guò)程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，這種收縮與外界濕度無(wú)關(guān)，且可以是正的（即收縮，如

5、普通硅酸鹽水泥混凝土），也可以是負(fù)的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土）。D、炭化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生，且隨二氧化碳的濃度的增加而加快?；炷潦湛s裂縫的特點(diǎn)是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細(xì)，且縱橫交錯(cuò)，成龜裂狀，形狀沒(méi)有任何規(guī)律。（3）約束條件的影響約束條件是指各種結(jié)構(gòu)物在變形變化中所受之約束而阻礙其變形。橋梁墩身的外部約束指橋墩的邊界條件如橋墩承

6、臺(tái)、墩身模板等對(duì)橋墩墩身混凝土變形的約束。當(dāng)橋墩承臺(tái)與墩身混凝土澆筑間距時(shí)間較長(zhǎng)，墩身混凝土收縮變形時(shí)承臺(tái)即阻礙墩身混凝土的收縮，當(dāng)其所產(chǎn)生拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，墩身便產(chǎn)生裂縫。承臺(tái)約束所產(chǎn)生裂縫一般在墩身中心線(xiàn)附近，為豎向裂縫。墩身混凝土澆筑初期，橋梁墩身模板對(duì)其起約束作用。若拆模較早，釋放了混凝土所受握裹力，混凝土向外放張，若所受拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生裂縫。二、常見(jiàn)橋梁墩身裂縫形式在施工過(guò)程中橋梁墩身常見(jiàn)的裂縫有：