砼梁式桥裂缝病害的探析

摘要：梁式桥是我国应用最为广泛的桥型之一,在全国范围内占有较大的比重。早期修建的梁式桥,特别是20 世纪50～ 70 年代修建的梁式桥, 由于当时交通量小,修建时技术标准普遍偏低。随着交通量的不断增大, 特别是一般干线公路均要求达到汽车—20 级,挂车—100 的荷载标准, 因此,原有桥梁大多存在承载力不足的问题,不可避免的会出现损伤和病害,因此,必须加强病害的预防。对桥梁的裂缝病害是一种常见的重要病害，分析病害的原因及严重程度,以便从安全、经济、适用等方面综合考虑是否进行维修加固。

关键词：桥梁 裂缝 病害

中图分类号：TV543文献标识码： A

经长期实践分析，造成钢筋砼梁和预应力梁裂缝现象原因，主要是设计和施工两方面的因素，对此我们应有所了解和掌握，以便妥善处理。

一、裂缝类型及发生的主要原因

（一）、裂缝的类型

1．结构性裂缝（受力裂缝）：众所周知混凝土构间的大部分工作时间都是带有微小裂缝工作的，这是由于构件受拉，钢筋有较大的拉应变而引起的裂缝。

2．非结构性裂缝（体积变形导致的裂缝）：混凝土的非结构性裂缝根据其形成的时间可分为：混凝土硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝。非结构性裂缝的产生受混凝土材料组成、浇筑方法，养护条件和使用环境等等多因素影响。具体又分为：（1）收缩裂缝： 混凝土凝固过程，混凝土中多余水分蒸发，体积缩小称为干缩；同时，水泥和水起水化作用逐渐硬化而形成的水泥骨架不断紧密，体积缩小，称为凝缩。这两种收缩产生的裂缝称收缩裂缝。（2）温度裂缝： 钢筋混凝土结构随着温度变化将产生热胀冷缩变形，这种温度变形受到约束时，在混凝土内部就会产生拉应力，当此应力达到混凝土的抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝，这种裂缝称为温度裂缝。按结构的温度场不同、温度变形、温度应力不同，

（二）发生主要原因有：1、与材料性质有关的因素；2 、与施工有关的因素；3、与环境有关的因素；4 、与构造、外力有关因素。

二、与钢筋砼简支梁桥的常见裂缝

1 、网状裂缝

主要发生在各种跨度的梁上，宽度约为0．03～0．05mm，多为砼收缩所引起的表面龟裂。

2、 下缘受拉区的裂缝

多发生于梁跨中部，裂缝间距约0．1～0．2m，宽度约为0．03～0．1mm，此种裂缝多为砼收缩和梁受挠曲所产生的裂缝。

3 、腹板上的竖向裂缝

为最常见也是是较为严重的一种裂缝。当跨径> 12m 时，其裂缝多处于薄腹部分，在梁的半高线附近裂缝宽度较大，一般在0．15～0．3m，此种裂缝多系设计不当，施工质量不良，养护不及时，或温度及周围环境条件不良的影响所致。

4 、腹板上的斜向裂缝

是钢筋砼梁中出现最多的一种裂缝，且多在跨中两侧，离跨中越远倾斜角越大，反之较小，倾角约在15°～45°之间，第一道裂缝多出现距支座0．5～1．0m 处；裂缝宽度一般在0．3mm 以下。此种裂缝系设计上的缺陷，主拉应力较计算大，砼不能负担而导致产生裂缝，施工质量不良又会加速裂缝的产生和发展。

5、 运梁不当引起的上部裂缝

运送梁时支承点没有放在梁的两端吊点上，而是偏向跨中，使支承点处出现负弯矩，而引起的开裂。

6 、梁端上部裂缝

由于墩台产生不均匀沉降，而形成梁端部局部支承压力增大，产生局部应力所致。裂缝由下往上开裂，严重者宽度可达0．3mm以上。

7 、梁侧水平裂缝

为近似水平方向的层裂缝。是由于施工不当引起，分层灌筑，间隔时间太长。

8、 梁底纵向裂缝

沿下翼缘主筋方向的裂缝。是由于砼保护层过薄，或掺入氯盐等速凝剂所造成，裂缝严重时，应更换。

三、钢筋砼连续梁常见裂缝

钢筋砼连续梁，这类结构中的裂缝也较为多见，且多属受力裂缝，好发部位为箱梁的顶底板及腹板处，有的宽度会超过0．3 mm，不得不采取补救措施。根据对一些桥的实例分析来看。

1 、从设计角度看的主要原因

(1)个别桥梁设计时，连续跨数太多，致使边孔附近的正弯矩卸载不多，造成边孔梁底正弯矩区率先开裂，断面特性骤降并累及其他部位难以收拾。

(2)对宽跨比B/L较大的箱梁，设计时因对剪力滞所引起的顶底板中应力分布不均的现象缺乏足够的认识，顶底板中的主筋配置不当，造成肋板附近的广泛开裂；

(3)基础不均匀沉降对连续梁的影响估计不足，致使截面配筋率偏低，造成截面抵抗矩潜力不够，设计人员对《桥梁规范》中的荷载组合规定理解不够全面。对处于软土地基的桥来讲，基础变位影响力一项，影响颇大。这一点对多跨连续梁中间支座负弯矩区的断面配筋尤为重要，一旦配筋不足，砼严重开裂，断面承载力下降，全桥则逐步蜕变为简支梁。

(4)箱梁腹板上的竖缝较多。这主要是因为设计时腹板纵向防裂筋配置不足，未能满足《桥梁规范》要求，腹板纵向筋的面积小于Ag(O．0005～0．001)bh或Ag=(0．0015～0．002)bh或纵筋间距偏大，超过100mm。

2、从施工的角度看的主要原因

(1)施工时适逢冬季，气温偏低，砼强度未达要求，施工者求功心切，拆模偏早，导致开裂，多而密，难以修复弥补。

(2)拆模程序未严加按要求进行，往往是一头到另一头，图省事，乃至造成梁内不良的应力状态。

(3)对掺有外加剂粉煤灰的砼性能掌握不妥。

四、预应力砼简支梁和连续梁桥的常见裂缝

预应力砼梁桥国内绝大多数按全预应力结构设计，即结构在使用中不容许出现拉应力。但事实上有相当一部分桥梁在使用后不久即出现裂缝，有的甚至在施工过程中即出现裂缝，造成事故。其常见裂缝如下。

(1)先张法梁梁端锚固处的裂缝此种裂缝的主要特征是：裂缝均起始于张拉端面，宽度约为0．1mm 左右，长度一般只延伸至扩大部分的变载面处。发生的原因是：由于在两组张拉钢筋之间梁端砼处于受力区使梁端易发生水平裂缝，或因锚头处应力集中和锚头产生的楔形作用而使锚头附近产生细小裂缝。

(2)后张法梁梁端(或其他部位)锚固处的裂缝

此种裂缝的主要特征是：通常发生在梁端或预应力筋锚固处，裂缝比较短小，发生在梁端时多与钢丝束方向一致，在锚固处时与梁纵轴多呈30°～45°；运营初期有所发展，以后会趋于稳定。主要由于端部应力集中，砼质量不良所致。

(3)腹板收缩裂缝

这种裂缝大多在脱模2～3天内发生，裂缝通常从上梁肋到下梁肋，整个腹板裂通，宽度一般为0．3～0．4mm，施加预应力后大多会闭合；产生原因：多为砼收缩和温差所致。

(4)箱梁弯曲裂缝

砼抗拉能力不足，将导致裂缝的产生。在分段式箱梁中，一般出现在接缝内或接缝附近，梁底裂缝可达0．1～0．2mm。弯曲裂缝一般很小，结构不受损伤，但在荷载反复作用下裂缝有可能会扩大。

(5)连续梁弯曲裂缝

在连续梁中，在正弯矩区的梁底部和在负弯矩区的顶部一般可能发现这种裂缝；弯曲裂缝主要由于砼抗拉能力不足。

(6)预应力梁下翼缘的纵向裂缝

为预应力梁中最严重的一种裂缝，多发生在梁端第一、二节间的下缘侧面及梁底，或腹板与下翼缘交界处，也有少数发生在腹板上；裂缝一般处于最外的一排钢丝束部位，宽度一般为0．05～0．1mm；产生原因是由于下翼缘受到过高的纵向压力所致，保护层太薄，或砼质量不好。

以上所列预应力砼箱梁的裂缝中，腹板收缩裂缝多数是由于施工原因、养生不良或浇筑不正确，还有一部分是由于底模基础沉陷。

五、结束语

针对以上各种形式的裂缝，我们应根据其产生的原因采取不同的措施限制裂缝的发生及发展以保证桥梁的安全运行。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范实施手册(JTJ041-2000)[M].人民交通出版社

[2]公路工程质量检验评定标准(JTCF80/1-2004)[M].人民交通出版社