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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：浅析钢筋混凝土桥梁裂缝
学习中心：
层 次： 专科起点本科
专 业： 土木工程(道桥方向)
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2021 年02月27日
随着公路工程建设规模迅猛发展,桥梁结构形式日趋大型化、复杂化,质量要求日趋严格。桥梁结构的裂缝问题成为具有相当普遍性的技术难题。根据大量的工程实践和近年来对工程材料的细致研究,桥梁结构的裂缝是不可避免的,但其有害程度是可以控制。如何因地制宜的把裂缝控制在无害范围内是一个比较复杂的问题。
本文对不同阶段、不同原因产生的裂缝进行了系统地分析,目的在于对混凝土桥梁结构在施工阶段预防和控制早期裂缝的产生及对生产的裂缝采取正确的处理方法;并能正确分析使用阶段结构裂缝产生的原因,判断和识别是否需要处理及具体修补方法。最后论文结合具体的工程实例对钢筋混凝土桥梁裂缝的防治进行阐述。
关键词：钢筋混凝土桥梁；裂缝；灌浆；防治
目 录
我国在役简支梁桥绝大部分建造年代在60年代初到90年代末，在这段时间内建设的桥梁正是设计理论、施工技术和监理制度逐步完善的时期。这些桥梁在建设和运营10-20年后出现了各种各样的突出问题，桥面铺装开裂、桥面板纵横裂缝、桥台破损沉陷、锥坡塌陷、桥头跳车严重等，破坏位置几乎涵盖了桥梁结构的全部构件，问题逐步显现，严重影响了车辆的安全运营，存在极大的隐患。尤其是在国省道和县乡公路上中小桥梁尤为突出，大部分桥梁成为3类桥，甚至是4类桥梁。据统计，我国通车公路路网中，截至2008年底，现有桥梁278809座.总长度为1031794m，其中98.7%的为永久性桥梁，0.67%为半永久性桥梁，0.5%为临时性桥梁。中、小跨径的桥梁约占桥梁总数的94. 5%，而它们中间的大部分位于技术标准低、通行能力差的县乡公路上，设计荷载标准大多为汽一 13、拖一60或汽一 15、挂一80，其中还有相当一部分桥梁的荷载标准仅为汽一 10、履带一50，甚至低于汽车一 10级。由于交通运输事业的发展，交通量与日俱增，车辆载重显著提高，加之人为或自然等因素的影响，使得这些桥梁处于一种带病、超负荷工作状态。因此，对病害中小桥梁采取加固措施，延长使用寿命，是保障道路安全畅通和节省建设资金的重要举措。实践表明，混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表。所以，对混凝土结构损伤的诊断，首先应从对结构的裂缝调查、检测与分析入手。
全国公路桥梁由于裂缝、结构变形产生的病害桥梁的数量是非常庞大的，如要全部推倒重建，不仅不科学而且也不经济。因此，进行桥梁加固是比较合理，是科学的解决方法。近年来，桥梁加固越来越受到全球各国工程界的高度重视，被提到刻不容缓的议事日程上来。桥梁建设的重点巳经从新桥建设转移到旧桥的加固和改造方面，很显然，现役桥梁出现裂缝的情况还是比较严重的。因此，若能在混凝土结构施工之前和施工之后对混凝土是否开裂和可能达到的开裂程度进行控制，无疑对于混凝土结构质量控制有着重要的意义。另外，对于已经开裂的混凝土结构，若能迅速准确找到混凝土开裂的原因，采取有效措施进行修补与加固，不仅节省投资，而且有很好的经济效益和社会效益。
1 概述
1.1 钢筋混凝土桥梁裂缝的研究现状
随着桥梁事业的不断的发展，混凝土桥梁裂缝问题越来越引起人们的重视，各个国家有许多科研机构和学者都在潜心研究裂缝问题，如美国的混凝土协会，英国的水泥与混凝土协会、德国的钢筋混凝土协会、法国规范CCBA、欧洲混凝土协会、国际混凝土预应力协会、俄罗斯的混凝土级钢筋混凝土研究院、中国的建筑科学研究院、冶金部建筑研究学院、长安大学等研究机构。
我国也有很多学者，一直在研究裂缝问题，如赵国藩、杨文渊等。上述机构和学者的研究成果已广泛地应用在工程结构的设计、施工及使用的裂缝分析与控制中。桥梁结构由于其特殊性和复杂性，尤其是近年来大跨度桥梁地发展，对裂缝地要求更严格了，据不完全统计每年损坏的桥梁有90%以上是从裂缝开始的。因此，对桥梁裂缝地研究越来越引起人们的重视，尤其是大跨度、大体积混凝土桥梁裂缝的成因机理，影响因素及处理对策。
本文深入细致地从理论方面探讨了混凝土桥梁的裂缝的成因和施工控制方法，并从设计、施工等方面提出一些相应的预防及处理措施。通过不同整治方法处理后，延长了桥梁的使用寿命，提高了桥梁的承载力。
1.2 钢筋混凝土桥梁裂缝的研究意义
随着交通运输量的不断增加，交通荷载等级的不断提高，桥梁服役年限的不断延长，许多桥梁己渐渐不能适应现代交通的要求，使用性能恶化，安全性降低。此外不论勘察、设计、施工、养护等方面存在缺陷或错误，还是受到气候作用、化学侵烛引起结构老化，均会造成桥梁结构隐患，降低结构的可靠性。一般地，桥梁需要加固主要有以下几个方面的原因:
1、设计基础资料和设计方法的不准确性，导致设计出来的桥梁存在着安全性问题。
2、施工不按规程办事、施工管理不善以及施工单位偷工减料等原因，使得桥梁存在质量隐患。
3、由于高湿、酸碱环境、温差、冻融等影响以及地震、火灾、水灾、流沙自然灾害的作用，导致桥梁发生严重损坏。
4、设计规范的修订和设计标准的提高，按照原规范标准设计的结构将不能满足现设计标准的要求。
5、随着社会的发展和生产生活水平的不断提高，交通量不断增加，原有桥梁使用功能和要求的改变，需要对其进行加固维修。
较早建成的一些公路桥梁技术标准低、通行能力差，桥梁往往成为公路交通运输的“瓶颈”，严重影响了整条线路的畅通，也成为交通事故多发地点。从目前我国基本建设投资来看，由于资金的短缺，除了建设一定数量的新桥外，如何充分利用现有桥梁，对其进行有效的加固维修，是摆在桥梁工程技术人员面前的一大课题。因此，对桥梁结构的维修、加固和补强的研究及应用，改善桥梁的使用性能和延长桥梁的使用寿命，己引起了世界性的关注，这是一项具有重要的理论和现实意义的研究课题。
1.3 本文主要研究内容
本文共分为七大部分。第一章是概述，介绍了钢筋混凝土桥梁裂缝的研究现状、钢筋混凝土桥梁裂缝的研究意义以及本文主要研究内容。第二章是钢筋混凝土桥梁裂缝的分类及成因，包括荷载裂缝、温度裂缝、收缩裂缝、地基基础变形引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、冻胀引起的裂缝。第三章介绍了钢筋混凝土桥梁裂缝的危害。第四章是钢筋混凝土桥梁裂缝的预防措施，主要从原材料的选用方面、施工方面、设计方面。第五章介绍了混凝土桥梁裂缝的修补方法，包括表面处理法、灌浆法、结构补强法。第六章结合工程实例分析。第七章是结论与建议。
钢筋混凝土结构桥梁裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响。但每一条裂缝的产生均有一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生原因，大致可划分如下几种：
2.1 荷载裂缝
混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：
（1）设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；结构处理不当等。
（2）施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意起吊、运输、安装；不按设计图纸施工；擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。
（3）使用阶段，超出设计荷载的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。
次应力裂缝是由外荷载引起的次生应力产生裂缝、裂缝产生的原因有：
（1）在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而某些部位引起次应力导致结构开裂。
（2）桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。在长跨预应力连续梁中。经常在跨内根据截面内力需要断开钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结果的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。
荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：
（1）中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。
