混凝土桥梁裂缝分析和诊断修改080926.ppt

专题 桥梁裂缝分析和诊断第一节 桥梁裂缝的分类〔一〕、从平安性分 1、正常的工作裂缝 ：一般情况下，荷载组合I作用下裂缝宽度小于0.2mm，组合II，III小于0.25mm局部预应力混凝土B类构件裂缝宽度限制如表1-2-1 2、超出以上范围的为非正常裂缝 〔二〕、从客观原因上分 1、先天裂缝由于设计不当,不可防止的在结构中产生的裂缝 2、原生裂缝由于施工不当,造成的在结构中原本可以防止的裂缝 3、后天裂缝由于正常使用荷载造成的累积损伤裂缝，以及非正常荷载造成的突发损伤裂缝n n〔三〕、从力学机理来分类n n 1、弯曲裂缝n n 2、剪切裂缝n n 3、局部承压及伴随的劈裂和崩裂n n 4、拼接缝的别离和扩展n n 5、差动常见而又常被忽略的裂缝成因，往往是由于外部约束或内部变形反响滞后造成的一种砼裂缝n n〔四〕、从产生根源上分n n 1、荷载和变位n n 2、成桥内力n n 3、温度变化n n 4、材料时效如收缩、徐变n n 5、后天和先天的截面削弱n n 6、化学〔物理〕作用n n〔五〕、从产生的时序来分类n n1、早期裂缝n n2、强度成长期裂缝n n3、使用期裂缝n n 还可从其它方面来分，在此不一一列举。

第二节 差动型裂缝n n一、杯状空心墩柱的裂缝分析一、杯状空心墩柱的裂缝分析n n 在浇注墩台柱时，承台已到达足够的强度，在浇注墩台柱时，承台已到达足够的强度，甚至已有数月或一年的龄期，根本上完成了水泥甚至已有数月或一年的龄期，根本上完成了水泥的热耗散过程由于承台的约束，限制了墩底混的热耗散过程由于承台的约束，限制了墩底混凝土的散热收缩过程，墩底混凝土很容易由于收凝土的散热收缩过程，墩底混凝土很容易由于收缩应力而拉裂随着温度的变化和裂纹尖端应力缩应力而拉裂随着温度的变化和裂纹尖端应力集中现象，这些裂纹还会继续向上延伸到空心墩集中现象，这些裂纹还会继续向上延伸到空心墩柱壁达数十米，严重者会一直延伸到墩台帽下缘柱壁达数十米，严重者会一直延伸到墩台帽下缘或者柱上有横向预应力处前者称为原生温度裂或者柱上有横向预应力处前者称为原生温度裂缝，后者称为次生温度裂缝缝，后者称为次生温度裂缝n n〔一〕、混凝土弹性模量和极限拉伸〔一〕、混凝土弹性模量和极限拉伸n n 混凝土弹性模量随龄期变化，在没有试验资混凝土弹性模量随龄期变化，在没有试验资料时可按图料时可按图1-2-51-2-5选用。

选用n n 〔二〕、四点建议〔二〕、四点建议n n 1 1、如果空心墩、台、塔柱下端用混凝土填芯，、如果空心墩、台、塔柱下端用混凝土填芯，必须在混凝土中配置足够的温度钢筋必须在混凝土中配置足够的温度钢筋n n 2 2、从受力要求上讲，不必要把空心墩、台、塔、从受力要求上讲，不必要把空心墩、台、塔柱下端填实如果壁厚缺乏以抵抗船舶的直接撞柱下端填实如果壁厚缺乏以抵抗船舶的直接撞击力，可在空腔内设置竖向隔板击力，可在空腔内设置竖向隔板n n 3 3、不设柱底台座，或者在塔柱浇注后再加以装、不设柱底台座，或者在塔柱浇注后再加以装饰 4 4、在承台上浇注大面积混凝土时，如没有可靠的、在承台上浇注大面积混凝土时，如没有可靠的控温防缩措施：控温防缩措施： 1) 1) 每层的浇注厚度不超过每层的浇注厚度不超过75cm75cm，两层之间可，两层之间可有短间歇，以便混凝土充分散热有短间歇，以便混凝土充分散热 2) 2) 两层间隔不宜超过五天待浇筑的高度脱离两层间隔不宜超过五天待浇筑的高度脱离了承台的了承台的强约束区强约束区后，每次连续浇筑高度可加大后，每次连续浇筑高度可加大到到1~2m1~2m，脱离了，脱离了弱约束区弱约束区后，可由内外温差决后，可由内外温差决定浇筑高度。

定浇筑高度n n( (三三三三) ) 、几个定义：、几个定义：、几个定义：、几个定义：n n 1 1、强、弱约束区定义为浇筑混凝土长边尺寸的、强、弱约束区定义为浇筑混凝土长边尺寸的、强、弱约束区定义为浇筑混凝土长边尺寸的、强、弱约束区定义为浇筑混凝土长边尺寸的0.20.2至至至至0.40.4倍n n 2 2、设计最终温度指结构物的稳定温度或年平均温度，或、设计最终温度指结构物的稳定温度或年平均温度，或、设计最终温度指结构物的稳定温度或年平均温度，或、设计最终温度指结构物的稳定温度或年平均温度，或经过论证的其他温度经过论证的其他温度经过论证的其他温度经过论证的其他温度n n 3 3、混凝土浇筑块的最高温度是指混凝土浇筑温度加上其、混凝土浇筑块的最高温度是指混凝土浇筑温度加上其、混凝土浇筑块的最高温度是指混凝土浇筑温度加上其、混凝土浇筑块的最高温度是指混凝土浇筑温度加上其水化热温升水化热温升水化热温升水化热温升n n 4 4、根底温差指混凝土浇筑块在其根底约束范围内，混凝、根底温差指混凝土浇筑块在其根底约束范围内，混凝、根底温差指混凝土浇筑块在其根底约束范围内，混凝、根底温差指混凝土浇筑块在其根底约束范围内，混凝土最高温度与设计最终温度的差值，根底允许温差见表土最高温度与设计最终温度的差值，根底允许温差见表土最高温度与设计最终温度的差值，根底允许温差见表土最高温度与设计最终温度的差值，根底允许温差见表1-2-1-2-5 5所示。

所示n n 5 5、混凝土内外温差定义为混凝土的平均温度与外表温度、混凝土内外温差定义为混凝土的平均温度与外表温度、混凝土内外温差定义为混凝土的平均温度与外表温度、混凝土内外温差定义为混凝土的平均温度与外表温度之差，内外温差控制在之差，内外温差控制在之差，内外温差控制在之差，内外温差控制在20~2520~25度，在施工中内外温差不便于度，在施工中内外温差不便于度，在施工中内外温差不便于度，在施工中内外温差不便于控制常以最高温度控制控制常以最高温度控制控制常以最高温度控制控制常以最高温度控制n n二、分层现浇箱梁开裂分析n n 一般情况下现浇箱梁都是分两层或三层浇筑•第一层浇筑底板第一层浇筑底板•第二层浇筑腹板第二层浇筑腹板•第三层浇筑顶板第三层浇筑顶板 与杯形空心墩一样，也可能产生差动开裂与杯形空心墩一样，也可能产生差动开裂n n三、底座和模板约束引起开裂n n 混凝土薄壁结构浇筑结束后，应适时地拆去侧模吊离底座，解除约束n n〔一〕、底座约束裂缝n n 底座与梁底的啮合约束了梁体的收缩，拉裂腹板，产生差动裂缝如果是预应力混凝土梁，不及时张拉也会出现这种裂缝。

此时再张拉，裂缝会收缩甚至会消失，但是原生裂缝的缺陷依然存在三、底座和模板约束引起开裂〔二〕、模板约束裂缝 图1-2-8所示箱梁浇筑后模板保存时间太长，由于两侧模板提供双倍的摩擦外表，阻止腹板收缩，引起差动开裂 而顶、底板的底模约束力小得多 n n四、刚度差引起开裂n n 在箱梁中，如果腹板的厚度比顶板、底板大得多，它们即使是同时浇筑也会产生差动裂缝n n从图从图1-2-21-2-2中可以看到，很薄的顶、底板降中可以看到，很薄的顶、底板降温很快，收缩也快；温很快，收缩也快；n n而较厚的腹板降温较慢，赶不上顶、底板的而较厚的腹板降温较慢，赶不上顶、底板的收缩速度收缩速度n n但是腹板的刚度远大于顶、底板，顶、底板但是腹板的刚度远大于顶、底板，顶、底板的收缩力无法带动腹板同时收缩，只能自身的收缩力无法带动腹板同时收缩，只能自身开裂，见图开裂，见图1-2-91-2-9n n五、先张预应力放张不当引起开裂n n 先张预应力工艺用的最多的是16~25m空心板往往由于设计施工不当，在空心板混凝土中留下差动裂缝n n〔一〕、放张逆序n n〔二〕、放张过速n n六、合龙段裂缝六、合龙段裂缝n n1 1、裂缝形式、裂缝形式n n 1 1〕早期和成长期裂缝〕早期和成长期裂缝n n 合龙段一般是桥梁中承受活载弯矩较大的部位。

所有合龙段一般是桥梁中承受活载弯矩较大的部位所有先天和原生缺陷会在使用中被后天因素加倍放大所以先天和原生缺陷会在使用中被后天因素加倍放大所以 ，应，应该对合龙段的设计、施工和养护予以特别关注该对合龙段的设计、施工和养护予以特别关注n n 这些裂缝属于早期裂缝或强度成长期裂缝，其成因将这些裂缝属于早期裂缝或强度成长期裂缝，其成因将在后面另行分析，裂缝形式如图在后面另行分析，裂缝形式如图1-2-131-2-13在裂缝形成以后再在裂缝形成以后再施加的预应力不能使这些裂缝闭合，混凝土有效截面会减少，施加的预应力不能使这些裂缝闭合，混凝土有效截面会减少，以至于使受压区应力增大以至于使受压区应力增大六、合龙段裂缝1、裂缝形式n n 2〕、合龙内力裂缝n n 当合龙段混凝土强度到达75%设计强度后可以张拉合龙段预应力钢筋，并撤除合龙段悬挂模架n n 在跨中合龙时撤除架模的反力与合龙预应力二者弯矩同向，如果考虑缺乏，会造成顶板开裂，见图1-2-14n n六、合龙段裂缝六、合龙段裂缝n n2 2、裂缝预防、裂缝预防n n 在诊断施工图设计和施工组织设计时要充在诊断施工图设计和施工组织设计时要充分注意合龙方案，早期裂缝的预防将在后面介绍，分注意合龙方案，早期裂缝的预防将在后面介绍，成长期裂缝和合龙裂缝可以采取下面的方法预防。

成长期裂缝和合龙裂缝可以采取下面的方法预防n n 1 1〕等重预压减载法〕等重预压减载法n n 在悬臂浇筑合龙段之前应在两侧结构末端在悬臂浇筑合龙段之前应在两侧结构末端压重，两侧压重之和等于合龙段混凝土重量减去压重，两侧压重之和等于合龙段混凝土重量减去模架、模板重量随着合龙段混凝土浇筑，等量模架、模板重量随着合龙段混凝土浇筑，等量的减少压重的减少压重n n六、合龙段裂缝六、合龙段裂缝n n2 2、裂缝预防、裂缝预防n n 2 2〕刚性固结〕刚性固结n n 在悬臂浇筑合龙段两端结构之间加设刚性联在悬臂浇筑合龙段两端结构之间加设刚性联结杆，可不使两端结构有相对平动或转角结杆，可不使两端结构有相对平动或转角n n 在安装和撤除刚性联结杆时不能使用热焊和在安装和撤除刚性联结杆时不能使用热焊和热割的工艺烧伤混凝土，以免在混凝土中留下原生热割的工艺烧伤混凝土，以免在混凝土中留下原生缺陷，导致产生原生裂缝缺陷，导致产生原生裂缝n n n n六、合龙段裂缝n n2、裂缝预防n n 3〕在预制空心板之间都留有湿接缝，通常有宽、窄两种，见图1-2-17。

n n 狭缝中联结钢筋缺乏，填筑混凝土空间太小，既不宜填筑密实，又易收缩别离，形成差动裂缝，图1-2-18所示空心板梁即出现了反射缝第三节 拼接缝的别离和扩展n n一、分段工艺分类一、分段工艺分类n n1 1、干拼干接、干拼干接n n2 2、干拼湿接、干拼湿接n n3 3、逐段湿接、逐段湿接n n二、三种分段工艺的开裂特征二、三种分段工艺的开裂特征n n 分段工艺的拼接缝是分段施工桥梁的病灶分段工艺的拼接缝是分段施工桥梁的病灶n n1 1、干拼干接法，缝两侧混凝土有局部区域处于零应力或、干拼干接法，缝两侧混凝土有局部区域处于零应力或超应力状态，随着收缩徐变过程，裂缝也会开展超应力状态，随着收缩徐变过程，裂缝也会开展n n2 2、干拼湿接法在湿接缝收缩时，如果预制节段不能随动，、干拼湿接法在湿接缝收缩时，如果预制节段不能随动，必然开裂湿接缝不宜过宽必然开裂湿接缝不宜过宽. .n n3、逐段湿接法是长线工艺，比短线工艺拼接缝间隙小得多，但由于节段之间浇筑时间差，会导致差动裂缝n n三、分段工艺开裂共同特征n n1、内力组合裂缝n n2、局部应力裂缝n n 因此，对于节段施工桥梁，施工组织设计要充分预计原生裂缝的产生。

第四节 锚头的局部承压伴随的裂缝n n 由于后张预应力锚固端承压力，先张预应力由于后张预应力锚固端承压力，先张预应力端部摩擦力传递，常常伴随劈拉应力，造成锚固端部摩擦力传递，常常伴随劈拉应力，造成锚固端部裂缝端部裂缝n n一、锚下承压的劈拉裂缝一、锚下承压的劈拉裂缝n n 锚下局部压力在向深层扩散传递的过程中，锚下局部压力在向深层扩散传递的过程中，会产生横向拉力，这个拉力会使锚固区产生沿着会产生横向拉力，这个拉力会使锚固区产生沿着预应力钢筋方向的裂缝预应力钢筋方向的裂缝n n二、外凸楔形锚块的拉裂和崩裂二、外凸楔形锚块的拉裂和崩裂n n 弯起锚通常锚固在外凸楔形锚块上，这些部弯起锚通常锚固在外凸楔形锚块上，这些部位抗裂钢筋设计或施工布置不当，会引起顶、底位抗裂钢筋设计或施工布置不当，会引起顶、底板开裂，在设计和施工诊断中必须予以足够的重板开裂，在设计和施工诊断中必须予以足够的重视n n三、内凹楔形锚块的拉裂和崩裂n n腹板弯起束有时锚固在内凹的楔形锚座上，这些部位抗裂钢筋设计或者施工布置不当，会引起腹板以45度角开裂，在设计和施工诊断中必需予以足够的注意。

n n如图1-2-31某桥腹板开裂的典型状况，按正常的正应力和剪应力计算不应该出现裂缝，但是用三维有限元计算，腹板中拉应力为2~4MPan n建议非不得已时不采用这种锚固方式第五节 曲线崩裂n n一、曲底箱梁底板束崩裂n n二、平曲桥腹板束崩裂n n三、弯曲束管壁开裂和体外转向点开裂n n四、局部凸弯处裂缝和崩裂一、曲底箱梁底板束崩裂n n变高度的箱梁桥的底板常常设计成曲线形，底板变高度的箱梁桥的底板常常设计成曲线形，底板纵向预应力钢筋的径向力成为底板的附加法向荷纵向预应力钢筋的径向力成为底板的附加法向荷载，可能导致底板开裂见图载，可能导致底板开裂见图1-2-341-2-34n n1 1、需要考虑的内力和外力、需要考虑的内力和外力n n曲线预应力钢筋产生的径向力；曲线预应力钢筋产生的径向力；n n混凝土压应力产生的反向径向力；混凝土压应力产生的反向径向力；n n底板重力〔必要时需加上施工荷载〕；底板重力〔必要时需加上施工荷载〕；n n预应力张拉以后，增加的二期恒载在底板中产生预应力张拉以后，增加的二期恒载在底板中产生的拉力；的拉力；n n活载在底板中产生的拉力活载在底板中产生的拉力。

n n2 2、组合力、组合力二、平曲桥腹板束崩裂n n在平曲线上的箱梁桥腹板中张拉预应力束时，由于径向力的作用会使腹板内圈混凝土保护层崩裂，甚至使预应力束拉直成弦状n n当曲线半径小于250m时，诊断应予以特别的关注某曲线桥的破坏状况见图1-2-36n n1、联系钢筋的配置；n n设计与施工中必须注意配置足够的联系钢筋，保证内侧保护层的足够厚度；必须注意配置足够的联系钢筋，保证预应力钢束与箍筋之间的联系，n n见图1-2-37n n2、预应力束在腹板中偏心设置；见图1-2-38n n3、计算腹板横向弯曲的原那么n n计算跨径为顶、底板之间的净距；n n预应力束的 径向力作用于计算跨径中部；n n用简支梁计算跨中正弯矩；用20%的正弯矩当作支点负弯矩；n n用以上弯矩计算混凝土应力和箍筋应力，箍筋应力要与箱梁整体计算的剪应力叠加三、弯曲束管壁开裂和体外转向点开裂n n弯曲钢筋的径向力对混凝土管壁的压力作用往往导致管壁混凝土拉裂甚至崩裂，形成沿着预应力钢筋的纵向裂缝设计时需要布置足够的径向锚固钢筋 ，承受径向力见图1-2-39四、局部凸弯处裂缝和崩裂n n布置在顶板和底板的预应力钢筋管道通常都设在布置在顶板和底板的预应力钢筋管道通常都设在板中轴处，有时为了争取板中轴处，有时为了争取有效高度有效高度有效高度有效高度而将管道布置而将管道布置到板的下部，管外保护层只有到板的下部，管外保护层只有4~5cm4~5cm。

因施工人因施工人员的疏忽，有时会将管道踏弯，形成波状一旦员的疏忽，有时会将管道踏弯，形成波状一旦张拉，沿钢束方向交替出现上、下的径向力，导张拉，沿钢束方向交替出现上、下的径向力，导致沿着钢束混凝土板会出现裂缝，而且保护层较致沿着钢束混凝土板会出现裂缝，而且保护层较薄的一侧，裂缝常常首尾相接形成长缝另外钢薄的一侧，裂缝常常首尾相接形成长缝另外钢束因弯曲，摩阻力增加，有效预应力减少束因弯曲，摩阻力增加，有效预应力减少 图图1-1-2-422-42为预应力钢筋管道不直引起的裂缝和崩裂为预应力钢筋管道不直引起的裂缝和崩裂第六节 弯曲和剪切裂缝n n一、弯曲裂缝n n二、剪切裂缝n n三、横向力裂缝一、弯曲裂缝n n1、裂缝特征n n弯曲裂缝一般发生在正、负弯矩的峰值附近，裂缝都是从最大拉力边缘沿着拉应力的法向直线延伸；见图1-2-43n n箱梁正弯矩引起的底板裂缝，一般贯穿底板全宽〔有时不一定是通缝〕，甚至延伸到腹板；箱梁负弯矩引起的顶板裂缝，由于弯矩重分布而有减小的趋势n n节段施工的桥梁，弯曲裂缝一般沿着接缝或靠近接缝；裂缝宽度可达 0.1~0.2mm；严重者 ，在外荷载作用下裂缝可扩大到3~10mm。

n n靠近支座的弯曲裂缝尾部逐渐倾斜，说明裂缝是由弯拉和剪切两种因素组合造成的见图1-2-45n n2 2、产生原因、产生原因n n设计导致的先天裂缝设计导致的先天裂缝n nA A、配筋或混凝土截面缺乏、配筋或混凝土截面缺乏n nB B、对温度荷载估计缺乏〔如时间、部位温差〕、对温度荷载估计缺乏〔如时间、部位温差〕n nC C、对预应力损失估计缺乏〔如摩阻、压缩、松、对预应力损失估计缺乏〔如摩阻、压缩、松弛〕弛〕n nDD、预应力布置不当〔如截面预应力空隙〕，见、预应力布置不当〔如截面预应力空隙〕，见图图1-2-461-2-46n nE E、二期恒载估计缺乏二期恒载估计缺乏n n施工导致的原生裂缝n nA、施工荷载超过设计允许值；n nB、混凝土模板或者支架变形；n nC、预应力不当；〔管道偏位、变形〕n nD、施工程序不当诱发裂缝n n运营期间的后天裂缝后天裂缝n nA、超载车辆过重、过多；n nB、墩台不均匀沉陷；n nC、老化二、剪切裂缝n n剪切特征n nA、裂缝出现在腹板上，位于支点和弯矩反弯点之间，近似按45度角延伸n nB、裂缝延伸到腹板边缘处，在裂缝两侧腹板之间有微小的错位。

见图1-2-47n n产生原因n n由于弯曲裂缝的产生，改变了截面的剪应力分布，是剪切裂缝产生的一个重要原因n n其他因素n n如设计原因、施工原因〔如弯起预应力筋错位、竖向预应力筋失效、张拉顺序错误〕n n三、横向内力裂缝n n在箱形梁设计中通常采用刚性截面假定，无视了横向分析，导致正应力和剪应力偏小n n在箱形截面分析中可近似采用〔类〕变量别离法对图1-2-50各量进行逐一计算n n除非有足够的理由，否那么不能忽略，见n n 表1-2-6第七节 早期裂缝n n1、早期裂缝n n2、早期强度n n3、沉降裂缝n n4、塑性收缩裂缝n n5、模壳变形裂缝n n6、振动和荷载裂缝n n1、早期裂缝是指在终凝之前产生的裂缝,一般在浇筑后第二天才能发现.n n有以下几种：n n沉降裂缝n n早期〔塑性〕收缩裂缝n n模壳变形裂缝n n振动和荷载裂缝n n2、早期强度n n混凝土早期强度是指在20摄氏度、3d的强度也可以是3d以前强度的通称n n由混凝土抗拉强度成长和抗拉应变变化的特征决定了早期裂缝的特征性n n3 3、沉降裂缝、沉降裂缝n n沉降裂缝产生的原因沉降裂缝产生的原因n n沉降裂缝的预防沉降裂缝的预防n n原因：原因：n nA A、混凝土沉降的原因。

混凝土沉降的原因n nB B、混凝土沉降时受到钢筋、预埋件的阻碍，产生、混凝土沉降时受到钢筋、预埋件的阻碍，产生拉力或剪力顺着障碍物出现沉降裂缝，见图拉力或剪力顺着障碍物出现沉降裂缝，见图1-1-2-542-54n nC、混凝土构件的厚度、宽度突变或浇注高度突变，由于沉降量不同，在界面处 会出现沉降列缝，见图1-2-55；n nD、外因会形成另一种类型的外部沉降裂缝，外部沉降裂缝，如模型或支架移动或沉降和前述的内部内部沉降裂缝沉降裂缝有本质区别n n预防n nA、减少用水量；n nB、参加不降低粘结力的快速硬化外加剂；n nC、降低浇注速度，减少浇注层高；n nD、及时检查，发生沉降裂缝重新抹平夏季在浇注后60~90分钟内完成，其它季节在90~180分钟内完成n n4、塑性收缩裂缝〔早期干裂〕n n混凝土在塑性状态下水分蒸发，脱水后导致干裂，在混凝土外表形成细小的裂缝n n而终凝以后成长期的收缩裂缝较宽，呈发丝般龟裂n n产生原因产生原因:n n敞开外表，水分蒸发速度大于泌水速度敞开外表，水分蒸发速度大于泌水速度n n模板吸水或者漏税严重模板吸水或者漏税严重n n混凝土不泌水混凝土不泌水n n早期混凝土外表水分缺乏；水泥快速凝结早期混凝土外表水分缺乏；水泥快速凝结和硬化，向内部混凝土吸水和硬化，向内部混凝土吸水n n热风季节热风季节n n枯燥季节枯燥季节n n塑性干缩裂缝的预防：塑性干缩裂缝的预防：n n保持浇注区域的湿润〔如围以饱水材料〕保持浇注区域的湿润〔如围以饱水材料〕n n浇注结束后及时覆盖外表浇注结束后及时覆盖外表n n夏季不受阳光直射，不受热风直吹夏季不受阳光直射，不受热风直吹n n及时洒水养护及时洒水养护n n5、模壳变形裂缝n n在混凝土初凝后逐渐失去塑性，木模壳变形量大于混凝土变形能力，会产生裂缝。

n n在终凝前后混凝土抵抗应变的能力最低，需要特别注意n n6、振动和荷载裂缝n n在混凝土浇注后的强度成长期间，在附近造成振动或改变地表堆积物，可能在混凝土中产生裂缝n n在早期混凝土上通行车辆或堆积重物，引起模板支架变形，可能在混凝土中产生裂缝n n早期混凝土连续轻微振动，会降低钢筋和混凝土之间的粘结力第八节 微裂缝n n微裂缝是指混凝土在低荷载或者未加荷载之前就存在于混凝土内部，由于沉陷、水化、枯燥、碳化等因素引起混凝土干缩而产生的肉眼看不见的 微小裂缝n n是影响混凝土塑性变形〔非线性应力—应变曲线、徐变、滞变曲线〕的主要因素n n1、微裂缝和缺陷n n2、微裂缝主要特征1、微裂缝和缺陷n n微裂缝主要种类〔见图1-2-56〕：n n①粘结裂缝—粗骨料外表与水泥砂浆之间的裂缝；n n②砂浆裂缝—水泥砂浆内部的裂缝；n n③骨料裂缝—骨料颗粒本身的裂缝；n n④连续裂缝—两条粘结裂缝或骨料裂缝之间的连续裂缝相连接n n缺陷：n n水隙、空隙、气泡；n n早期和成长期裂缝；n n蜂窝；n n水泥浆凝胶空隙2、微裂缝主要特征n n下临界应力：n n由于施加荷载，结构缺陷闭合，混凝土体积减小；另一方面微裂缝〔特别是粘结裂缝〕增加，混凝土体积增大。

二者复合后，当空隙间隔 最小时混凝土的应力称临界应力或开始应力n n破坏强度15~60MPa，混凝土下临界应力为0.65~0.88破坏强度正常使用的结构都在这个范围以内n n临界应力：临界应力：n n随着荷载增加，大量粘结裂缝通过砂浆裂缝连接，随着荷载增加，大量粘结裂缝通过砂浆裂缝连接，延伸成为连续裂缝混凝土体积开始增加并到达延伸成为连续裂缝混凝土体积开始增加并到达临界应力状态临界应力状态n n破坏强度破坏强度15~60MPa15~60MPa，混凝土临界应力为，混凝土临界应力为0.70~0.950.70~0.95破坏强度此时可以认为混凝土失去破坏强度此时可以认为混凝土失去承载能力承载能力n n超过临界应力以后，微裂缝开展到肉眼可见程度，超过临界应力以后，微裂缝开展到肉眼可见程度，呈网状连续裂缝，混凝土变成不连续体，混凝土呈网状连续裂缝，混凝土变成不连续体，混凝土体积膨胀体积膨胀第九节 后天裂缝与寿命n n一、结构性老化导致的裂缝n n二、材料老化导致的裂缝〔损伤〕与防治一、结构性老化导致的裂缝n n1、桥梁挠度变化n n 表 1-2-7列出了几座T形钢构桥的跨中挠度变化情况。

n n2、徐变和松弛〔内在物理力学因素〕n n3、裂缝〔裂缝的部位、方向揭示桥梁的老化或缺陷的部位和性质〕二、材料老化导致的裂缝〔损伤〕与防治n n材料老化类型与机理：n n1、裂缝和空隙，n n2、碱—集料反响〔AAR〕，n n3、二氧化硫和酸雨，n n4、混凝土的中性化或酸性化n n5、氯盐侵蚀〔对混凝土、钢筋腐蚀〕n n材料老化防治措施与分析：n n1、对于外部环境影响可以在混凝土外表加涂树脂漆涂层或外表浸渍硅烷、参加亚硝酸钙类阻锈剂、有限度的电化学保护等n n2、对于内在原因可以严格选料如低碱集料、碱度适度的水泥、耐锈和防锈钢筋、中性水等n n3、结构性预防是行之有效的方法结构设计考虑周到，会大大减小外加防护措施n n4、钢筋布置要符合标准规定，垫块选用适当，箍筋应紧贴钢筋，特别要注意横截面的切角或圆角处钢筋的净保护层是否满足规定，如表1-2-12bn n5、宜用橡胶支座，支座金属部件和锚固件用耐锈蚀材料n n6 6、伸缩缝的埋入和外露钢材需经过防锈蚀处理伸缩缝的埋入和外露钢材需经过防锈蚀处理n n7 7、桥面铺装层下应设置可靠的防水层桥面铺装层下应设置可靠的防水层n n8 8、桥面、桥面 排水通畅，排水间距较长时应设树脂排排水通畅，排水间距较长时应设树脂排水槽或排水管。

水槽或排水管n n9 9、注意混凝土的配合比适用区域、注意混凝土的配合比适用区域n n1010、对于浪溅区混凝土最好用高性能混凝土对于浪溅区混凝土最好用高性能混凝土n n1111、最好用透水模板加速排水；冬季水分蒸发较、最好用透水模板加速排水；冬季水分蒸发较慢，不得浇注混凝土慢，不得浇注混凝土第十节 桥梁评价的模糊分级法n n一、英国公路桥梁检测优先权标准一、英国公路桥梁检测优先权标准n n1 1、桥龄分级〔见表、桥龄分级〔见表3-1-23-1-2〕〕n n2 2、桥型分级〔见表、桥型分级〔见表3-1-33-1-3〕〕n n3 3、薄弱部位分级〔见表、薄弱部位分级〔见表3-1-43-1-4〕〕n n 薄弱部位考虑因素如下：薄弱部位考虑因素如下：n n〔〔1 1〕、分段接缝〕、分段接缝n n〔〔2 2〕、预应力系统〕、预应力系统n n〔〔3 3〕、锚固形式和位置〕、锚固形式和位置n n〔〔4 4〕、穿过接缝的预应力索〕、穿过接缝的预应力索n n〔〔5 5〕、防水系统〕、防水系统n n4、交通量分级〔见表3-1-5、3-1-6〕n n5、路线重要性分级〔见表3-1-7〕n n6、整体评价分级TAn n TA是以上分级加权总和，TA值越高，桥梁越需要关注。

n n7、优先级分级 按整体评价分级TA的分值，将优先级分为5个等级，如表3-1-8所示n n二、美国公路桥梁缺陷分级标准n n 1950~1994年修建的跨度大于6m的公路桥梁缺陷率见表3-1-9美国各类公路桥梁寿命期望值见表3-1-10n n 美国联邦公路管理局对每座桥收集90个工程的数据，其中桥梁缺陷分为10级，见表3-1-11n n中国公路桥梁综合评定方法中国公路桥梁综合评定方法n n 中华人民共和国交通部颁发中华人民共和国交通部颁发? ?公路养护技公路养护技术标准术标准? ?中规定了桥梁养护需要进行检查中规定了桥梁养护需要进行检查n n〔〔1 1〕、经常检查〕、经常检查n n〔〔2 2〕、定期检查〕、定期检查n n〔〔3 3〕、特殊检查：包括应急检查和专门检查〕、特殊检查：包括应急检查和专门检查n n〔一〕、〔一〕、? ?公路养护技术标准公路养护技术标准? ?综合评定法综合评定法n n〔〔1 1〕、综合评定法算式〕、综合评定法算式n n〔〔2 2〕综合评定分类界限〕综合评定分类界限n n 返回 返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回。