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【工程分享】新旧老桥裂缝的概念及危害 !


桥梁是公路建设中用于跨越构造物的结构,目前我国桥梁多为钢筋混凝土和预应力混凝土结构。随着道路交通量的增加,车辆超限、超载屡禁不止,以及不可逆转的车辆大型化发展趋势,造成桥梁在投入运营一段时间后就出现严重下挠、开裂等病害,结构安全性降低,影响桥梁的正常使用。本人近几年参加了一些旧桥的检测、加固设计工作,担任过数十座桥梁检测项目的负责人,对桥梁病害有所了解。

一、裂缝的概念及危害 

裂缝是固体材料中的某种不连续现象,裂缝按形状分为,表面的、贯穿的、纵向的、横向的、斜向的、上宽下窄、下宽上窄、枣核形和纵深的(深度达厚度一半),裂缝的形状与结构受力状态有直接关系。从近代固体强度理论的发展中可以看到,裂缝的扩展是结构破坏的初始阶段,相对的某些裂缝,也会使结构承载力受到一定威胁,同时,裂缝使空气等进入结构内部,直接与钢筋相接触,从而使钢筋失去了混凝土对其保护作用,钢筋锈蚀产生膨胀效应,对外围混凝土产生相当大的拉应力,致使混凝土裂缝进一步扩张,严重影响钢与混凝土之间的粘结作用,从而影响结构的整体性,降低结构刚度和承载能力,并影响结构的耐久性。


二、几种常见结构裂缝的检测要点及成因分析

1、简支空心板梁

⑴、钢筋混凝土板梁:梁底横向裂缝及腹板竖向裂缝是常见病害,裂缝主要分布在跨中附近,裂缝较密,腹板裂缝表现为下宽上窄,严重的会向上延伸到翼缘。

此类结构在荷载作用下梁底产生正弯距,梁底拉应力大于混凝土本身的抗拉强度,因此会出现横向裂缝。

⑵先张预应力混凝土板梁:主要病害类型为梁端底部有横向裂缝,裂缝会向上延伸至板梁腹板,形成支座附近腹板斜裂缝。产生此类病害的原因是多方面的,比如在设计阶段预应力失效长度设置不当会导致构件不能更好的抵抗自重及活荷载的弯矩,梁端位置弯矩在梁底产生的拉应力 过大而产生横向裂缝,当板梁梁底横向裂缝发展到一定深度时,该位置处混凝土截面有效抗剪面积减小,使剪应力增大,便出现了腹板斜裂缝。即板梁所出现的板底横向裂缝及腹板斜裂缝是由弯矩引起的,剪力加快了裂缝的发展,属于典型的弯剪破坏。



⑶后张预应力混凝土板梁:梁底纵向裂缝是此类结构的典型病害。主要原因有两点:

其一,由于泊松效应,在混凝土纵向受压时,在横向产生拉应力,拉应力过大导致板梁底纵向裂缝;

其二,后张法预应力混凝土板梁张拉时,板梁会产生反拱,而预应力钢筋是柔性受拉的,会保持直线,而底板预应力钢筋下部的混凝土向上变形,预应力钢筋必然对其产生压应力,由于底板空心最下缘位置较薄,较容易在此处产生裂缝。


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