工程案例
業務范圍
砼梁式橋的病害和分析
發布時間：2014-05-20
經實踐分析，造成鋼筋砼梁和預應力梁裂縫現象原因，主要是設計和施工兩方面的因素，對此我們應有所了解和掌握，以便妥善處理。1、構件裂縫發生的主要原因
1．1 與材料性質有關的因素
水泥的反常凝固，水化熱，反常膨脹；砼的離析與泛漿，干燥收縮；骨料不合格。
1．2 與施工有關的因素
混合攪拌不均，攪拌時間過長，用泵壓送時水泥量及用水量的增加，灌注順序的差錯，灌注速度太快，振搗不充分，配筋混亂，保護層厚度不夠，施工縫處理不當，模板變形、漏漿，支架下沉，脫模過早，硬化前受振動和荷載作用，初期養生中急劇干燥，受凍害。
1．3 與環境有關的因素
溫度與濕度的變化，致使內部鋼筋銹蝕；砼表面受高溫熏烤；受鹽類的化學腐蝕。
1．4 與構造、外力有關因素
設計荷載以內的荷載，設計荷載以外的荷載，以地震力為主的荷載，截面尺寸及鋼筋用量不足，結構物不均勻下沉。
2、與鋼筋砼簡支梁橋的常見裂縫
2．1 網狀裂縫
主要發生在各種跨度的梁上，寬度約為0．03～0．05mm，多為砼收縮所引起的表面龜裂。
2．2 下緣受拉區的裂縫
多發生于梁跨中部，裂縫間距約0．1～0．2m，寬度約為0．03～0．1mm，此種裂縫多為砼收縮和梁受撓曲所產生的裂縫。
2．3 腹板上的豎向裂縫
為最常見也是是較為嚴重的一種裂縫。當跨徑> 12m 時，其裂縫多處于薄腹部分，在梁的半高線附近裂縫寬度較大，一般在0．15～0．3m，此種裂縫多系設計不當，施工質量不良，養護不及時，或溫度及周圍環境條件不良的影響所致。
2．4 腹板上的斜向裂縫
是鋼筋砼梁中出現最多的一種裂縫，且多在跨中兩側，離跨中越遠傾斜角越大，反之較小，傾角約在之間，第一道裂縫多出現距支座0．5～1．0m 處；裂縫寬度一般在0．3mm 以下。此種裂縫系設計上的缺陷，主拉應力較計算大，砼不能負擔而導致產生裂縫，施工質量不良又會加速裂縫的產生和發展。
2．5 運梁不當引起的上部裂縫
運送梁時支承點沒有放在梁的兩端吊點上，而是偏向跨中，使支承點處出現負彎矩，而引起的開裂。
2．6 梁端上部裂縫
由于墩臺產生不均勻沉降，而形成梁端部局部支承壓力增大，產生局部應力所致。裂縫由下往上開裂，嚴重者寬度可達0．3mm以上。
2．7 梁側水平裂縫
為近似水平方向的層裂縫。是由于施工不當引起，分層灌筑，間隔時間太長。
2．8 梁底縱向裂縫
沿下翼緣主筋方向的裂縫。是由于砼保護層過薄，或摻入氯鹽等速凝劑所造成，裂縫嚴重時，應更換。
3、鋼筋砼連續梁常見裂縫
鋼筋砼連續梁，這類結構中的裂縫也較為多見，且多屬受力裂縫，好發部位為箱梁的頂底板及腹板處，有的寬度會超過0．3 mm，不得不采取補救措施。根據對一些橋的實例分析來看。
3．1 從設計角度看的主要原因
(1)個別橋梁設計時，連續跨數太多，致使邊孔附近的正彎矩卸載不多，造成邊孔梁底正彎矩區率先開裂，斷面特性驟降并累及其他部位難以收拾。
(2)對寬跨比B/L較大的箱梁，設計時因對剪力滯所引起的頂底板中應力分布不均的現象缺乏足夠的認識，頂底板中的主筋配置不當，造成肋板附近的廣泛開裂；
(3)基礎不均勻沉降對連續梁的影響估計不足，致使截面配筋率偏低，造成截面抵抗矩潛力不夠，設計人員對《橋梁規范》中的荷載組合規定(第2．1．2條)理解不夠全面。對處于軟土地基的橋來講，基礎變位影響力一項，影響頗大。這一點對多跨連續梁中間支座負彎矩區的斷面配筋尤為重要，一旦配筋不足，砼嚴重開裂，斷面承載力下降，全橋則逐步蛻變為簡支梁。
(4)箱梁腹板上的豎縫較多。這主要是因為設計時腹板縱向防裂筋配置不足，未能滿足《橋梁規范》要求，腹板縱向筋的面積小于Ag(O．0005～0．001)bh或Ag=(0．0015～0．002)bh或縱筋間距偏大，超過100mm。
3．2從施工的角度看的主要原因
(1)施工時適逢冬季，氣溫偏低，砼強度未達要求，施工者求功心切，拆模偏早，導致開裂，多而密，難以修復彌補。
(2)拆模程序未嚴加按要求進行，往往是一頭到另一頭，圖省事，乃至造成梁內不良的應力狀態。
(3)對摻有外加劑粉煤灰的砼性能掌握不妥。
4、橋梁結構裂縫最大限值規定
4．1 普通鋼筋砼梁
主筋附近豎向裂縫最大裂縫寬度< 0．25mm ，腹板豎向裂縫縫寬度限值< 0．3 mm。
4．2 預應力鋼筋砼梁
梁體豎向不允許產生裂縫，縱向裂縫寬度< 0．20mm ；橫隔板部位的裂縫寬度< 0．30ram。縫寬度< 0．35mm。
5、預應力砼簡支梁和連續梁橋的常見裂縫
預應力砼梁橋國內絕大多數按全預應力結構設計，即結構在使用中不容許出現拉應力。但事實上有相當一部分橋梁在使用后不久即出現裂縫，有的甚至在施工過程中即出現裂縫，造成事故。其常見裂縫如下。
(1)先張法梁梁端錨固處的裂縫此種裂縫的主要特征是：裂縫均起始于張拉端面，寬度約為0．1mm 左右，長度一般只延伸至擴大部分的變載面處。發生的原因是：由于在兩組張拉鋼筋之間梁端砼處于受力區使梁端易發生水平裂縫，或因錨頭處應力集中和錨頭產生的楔形作用而使錨頭附近產生細小裂縫。
(2)后張法梁梁端(或其他部位)錨固處的裂縫
此種裂縫的主要特征是：通常發生在梁端或預應力筋錨固處，裂縫比較短小，發生在梁端時多與鋼絲束方向一致，在錨固處時與梁縱軸多呈。；運營初期有所發展，以后會趨于穩定。主要由于端部應力集中，砼質量不良所致。
(3)腹板收縮裂縫
這種裂縫大多在脫模2～3天內發生，裂縫通常從上梁肋到下梁肋，整個腹板裂通，寬度一般為0．3～0．4mm，施加預應力后大多會閉合；產生原因：多為砼收縮和溫差所致。
(4)箱梁彎曲裂縫
砼抗拉能力不足，將導致裂縫的產生。在分段式箱梁中，一般出現在接縫內或接縫附近，梁底裂縫可達0．1～0．2mm。彎曲裂縫一般很小，結構不受損傷，但在荷載反復作用下裂縫有可能會擴大。
(5)連續梁彎曲裂縫
在連續梁中，在正彎矩區的梁底部和在負彎矩區的頂部一般可能發現這種裂縫；彎曲裂縫主要由于砼抗拉能力不足。
(6)預應力梁下翼緣的縱向裂縫
為預應力梁中最嚴重的一種裂縫，多發生在梁端第一、二節間的下緣側面及梁底，或腹板與下翼緣交界處，也有少數發生在腹板上；裂縫一般處于最外的一排鋼絲束部位，寬度一般為0．05～0．1mm；產生原因是由于下翼緣受到過高的縱向壓力所致，保護層太薄，或砼質量不好。
以上所列預應力砼箱梁的裂縫中，腹板收縮裂縫多數是由于施工原因或養生不良，或澆筑不正確，還有一部分是由于底模基礎沉陷。而連續梁中的彎曲裂縫則較多地同設計失誤有關，原因分析同《鋼筋砼梁橋》。
針對以上各種形式的裂縫，我們應根據其產生的原因采取不同的措施限制裂縫的發生及發展以保證橋梁的安全運行。
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