1、橋梁結(jié)構(gòu)病害分析講授教師：講授教師： 提高橋梁改造加固設(shè)計(jì)質(zhì)量，是確保提高橋梁改造加固設(shè)計(jì)質(zhì)量，是確保加固工程質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。橋梁改造加加固工程質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。橋梁改造加固設(shè)計(jì)是比新建橋梁設(shè)計(jì)復(fù)雜得多的系統(tǒng)固設(shè)計(jì)是比新建橋梁設(shè)計(jì)復(fù)雜得多的系統(tǒng)工程。我國(guó)目前的狀況是工程。我國(guó)目前的狀況是“有實(shí)力的大設(shè)有實(shí)力的大設(shè)計(jì)院無(wú)暇顧及，不愿意干，技術(shù)力量較差計(jì)院無(wú)暇顧及，不愿意干，技術(shù)力量較差的小型設(shè)計(jì)單位又干不了的小型設(shè)計(jì)單位又干不了”，橋梁改造加，橋梁改造加固設(shè)計(jì)基本上由科研單位、高等院校和各固設(shè)計(jì)基本上由科研單位、高等院校和各類(lèi)專(zhuān)業(yè)公司來(lái)承擔(dān)。類(lèi)專(zhuān)業(yè)公司來(lái)承擔(dān)。從技術(shù)角度分析，目前我國(guó)橋梁改造加

2、從技術(shù)角度分析，目前我國(guó)橋梁改造加固設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題是：固設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題是： （1 1）基層養(yǎng)護(hù)管理和設(shè)計(jì)部門(mén)，橋梁病害）基層養(yǎng)護(hù)管理和設(shè)計(jì)部門(mén)，橋梁病害診斷技術(shù)力量薄弱，橋梁檢測(cè)手段落后。橋診斷技術(shù)力量薄弱，橋梁檢測(cè)手段落后。橋梁病害診斷是進(jìn)行橋梁加固設(shè)計(jì)的前提和基梁病害診斷是進(jìn)行橋梁加固設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)，只有診斷清楚，才能對(duì)癥下藥。橋梁檢礎(chǔ)，只有診斷清楚，才能對(duì)癥下藥。橋梁檢測(cè)是橋梁病害診斷與分析的重要手段，檢測(cè)測(cè)是橋梁病害診斷與分析的重要手段，檢測(cè)應(yīng)重在分析，并應(yīng)與橋梁加固設(shè)計(jì)相結(jié)合。應(yīng)重在分析，并應(yīng)與橋梁加固設(shè)計(jì)相結(jié)合。 （2 2）考慮結(jié)構(gòu)損傷影響的承載力評(píng)估方法）考慮結(jié)構(gòu)損傷影

3、響的承載力評(píng)估方法還不夠完善。還不夠完善。 （3 3）橋梁改造加固總體設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)思）橋梁改造加固總體設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)思路不夠開(kāi)闊，應(yīng)用技術(shù)單一，設(shè)計(jì)深度不夠。路不夠開(kāi)闊，應(yīng)用技術(shù)單一，設(shè)計(jì)深度不夠。 （4 4）個(gè)別橋梁加固設(shè)計(jì)生搬硬套國(guó)外或）個(gè)別橋梁加固設(shè)計(jì)生搬硬套國(guó)外或國(guó)內(nèi)其他行業(yè)的設(shè)計(jì)方法，忽略了橋梁帶國(guó)內(nèi)其他行業(yè)的設(shè)計(jì)方法，忽略了橋梁帶載加固分階段受力的特點(diǎn)。有些加固設(shè)計(jì)載加固分階段受力的特點(diǎn)。有些加固設(shè)計(jì)只做宏觀的定性分析，缺少科學(xué)地定量分只做宏觀的定性分析，缺少科學(xué)地定量分析計(jì)算，設(shè)計(jì)帶有很大的隨意性。析計(jì)算，設(shè)計(jì)帶有很大的隨意性。 針對(duì)我國(guó)目前橋梁改造加固加固市場(chǎng)的針對(duì)我國(guó)目前橋

4、梁改造加固加固市場(chǎng)的混亂局面，加強(qiáng)橋梁養(yǎng)護(hù)、管理及設(shè)計(jì)與混亂局面，加強(qiáng)橋梁養(yǎng)護(hù)、管理及設(shè)計(jì)與施工技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)是整頓橋梁加固市場(chǎng)的施工技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)是整頓橋梁加固市場(chǎng)的重要內(nèi)容之一。重要內(nèi)容之一。 第一章 橋梁病害診斷 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評(píng)估 第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計(jì) 第四章 橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算講授提綱講授提綱 第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-1 1-1 環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞損傷或破壞1-2 1-2 混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析基本內(nèi)容基本內(nèi)容 混凝土結(jié)構(gòu)的病害表現(xiàn)形式多種多混凝土結(jié)構(gòu)的病害表現(xiàn)形式多種多樣，

5、引起病害的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，從引起樣，引起病害的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，從引起病害的原因來(lái)分析，可以將其劃分為兩病害的原因來(lái)分析，可以將其劃分為兩大類(lèi)：大類(lèi)： 第一類(lèi)為由第一類(lèi)為由環(huán)境作用環(huán)境作用引起的混凝土引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷與破壞。由于混凝土的缺陷結(jié)構(gòu)損傷與破壞。由于混凝土的缺陷（例如裂隙、孔道、汽泡、孔穴等），（例如裂隙、孔道、汽泡、孔穴等），環(huán)境中的水及侵蝕性介質(zhì)就可能滲入混環(huán)境中的水及侵蝕性介質(zhì)就可能滲入混凝土內(nèi)部，與混凝土中某些成份發(fā)生化凝土內(nèi)部，與混凝土中某些成份發(fā)生化學(xué)、物理反應(yīng)，引起混凝土損傷，影響學(xué)、物理反應(yīng)，引起混凝土損傷，影響結(jié)構(gòu)的受力性能和耐久性。結(jié)構(gòu)的受力性能和耐久性。 第一章第

6、一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷 表層病害表層病害：蜂窩、麻面、露筋、空洞、層：蜂窩、麻面、露筋、空洞、層隙、磨損、表面腐蝕、老化、剝落、表面隙、磨損、表面腐蝕、老化、剝落、表面裂縫、掉角、模板走樣、接縫不平、構(gòu)件裂縫、掉角、模板走樣、接縫不平、構(gòu)件變形變形 第二類(lèi)為由第二類(lèi)為由荷載作用或設(shè)計(jì)、施工不荷載作用或設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)當(dāng)造成的混凝土結(jié)構(gòu)損傷。例如，由于超造成的混凝土結(jié)構(gòu)損傷。例如，由于超載作用引起的裂縫，動(dòng)力沖擊作用引起疲載作用引起的裂縫，動(dòng)力沖擊作用引起疲勞破壞。構(gòu)造措施和施工方法不當(dāng)引起結(jié)勞破壞。構(gòu)造措施和施工方法不當(dāng)引起結(jié)構(gòu)裂縫等。構(gòu)裂縫等。1-1 環(huán)境因素引起的混凝土環(huán)境因素引起的

7、混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞結(jié)構(gòu)損傷或破壞1 1、混凝土的碳化、混凝土的碳化 混凝土的碳化混凝土的碳化是指混凝土中氫氧化鈣是指混凝土中氫氧化鈣與滲透進(jìn)混凝土中的二氧化碳或其它酸與滲透進(jìn)混凝土中的二氧化碳或其它酸性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。一般情況性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。一般情況下混凝土呈堿性，在鋼筋表面形成堿性下混凝土呈堿性，在鋼筋表面形成堿性薄膜，保護(hù)鋼筋免遭酸性介質(zhì)的侵蝕，薄膜，保護(hù)鋼筋免遭酸性介質(zhì)的侵蝕，起到了起到了“鈍化鈍化”保護(hù)作用。保護(hù)作用。碳化的實(shí)質(zhì)碳化的實(shí)質(zhì)是混凝土的中性化，使混凝土的堿性降是混凝土的中性化，使混凝土的堿性降低，鈍化膜破壞，在水分和其它有害介低，鈍化膜破壞，在水分和其它

8、有害介質(zhì)侵入的情況下，鋼筋就會(huì)發(fā)生銹蝕。質(zhì)侵入的情況下，鋼筋就會(huì)發(fā)生銹蝕。第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-1 環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞損傷或破壞2 2、氯離子的侵蝕、氯離子的侵蝕 氯離子對(duì)混凝土的侵蝕是氯離子從外界氯離子對(duì)混凝土的侵蝕是氯離子從外界環(huán)境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是環(huán)境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯離子的主要來(lái)源，北方寒冷地區(qū)冬季道氯離子的主要來(lái)源，北方寒冷地區(qū)冬季道路路 、橋面撒鹽化雪除冰都有可能使氯離子、橋面撒鹽化雪除冰都有可能使氯離子滲入混凝土中。氯離子對(duì)混凝土的侵蝕屬滲入混凝土中。氯離子對(duì)混凝土的侵蝕屬于化學(xué)侵蝕，對(duì)結(jié)構(gòu)

9、的危害是多方面的，于化學(xué)侵蝕，對(duì)結(jié)構(gòu)的危害是多方面的，但最終表現(xiàn)為鋼筋的銹蝕。但最終表現(xiàn)為鋼筋的銹蝕。1-1 環(huán)境因素引起的混凝土環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞結(jié)構(gòu)損傷或破壞3 3、堿、堿骨料反應(yīng)骨料反應(yīng) 堿堿骨料反應(yīng)骨料反應(yīng)一般指水泥中的堿和一般指水泥中的堿和骨料中的活性硅發(fā)生反應(yīng)，生成堿骨料中的活性硅發(fā)生反應(yīng)，生成堿硅硅酸鹽凝膠，并吸水產(chǎn)生膨脹壓力，造成酸鹽凝膠，并吸水產(chǎn)生膨脹壓力，造成混凝土開(kāi)裂?；炷灵_(kāi)裂。 堿堿骨料反應(yīng)引起的混凝土結(jié)構(gòu)破骨料反應(yīng)引起的混凝土結(jié)構(gòu)破壞程度，比其他耐久性破壞發(fā)展更快，壞程度，比其他耐久性破壞發(fā)展更快，后果更為嚴(yán)重。堿后果更為嚴(yán)重。堿骨料反應(yīng)一旦發(fā)生，骨

10、料反應(yīng)一旦發(fā)生，很難加以控制，一般不到兩年就會(huì)使結(jié)很難加以控制，一般不到兩年就會(huì)使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯開(kāi)裂，所以有時(shí)也稱堿骨料構(gòu)出現(xiàn)明顯開(kāi)裂，所以有時(shí)也稱堿骨料反應(yīng)是混凝土結(jié)構(gòu)的反應(yīng)是混凝土結(jié)構(gòu)的“癌癥癌癥”。 第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-1 環(huán)境因素引起的混凝土環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞結(jié)構(gòu)損傷或破壞堿堿骨料反應(yīng)裂縫與其他原因裂縫的主骨料反應(yīng)裂縫與其他原因裂縫的主要要區(qū)別區(qū)別是：是：堿堿骨料反應(yīng)引起混凝土局部膨脹，裂縫骨料反應(yīng)引起混凝土局部膨脹，裂縫的兩個(gè)邊緣出現(xiàn)不平狀態(tài)（錯(cuò)臺(tái)）；是堿的兩個(gè)邊緣出現(xiàn)不平狀態(tài)（錯(cuò)臺(tái)）；是堿骨料反應(yīng)裂縫的特有現(xiàn)象；骨料反應(yīng)裂縫的特有現(xiàn)象；堿堿骨料反

11、應(yīng)與環(huán)境濕度有關(guān)，在同一工骨料反應(yīng)與環(huán)境濕度有關(guān)，在同一工程中潮濕部位出現(xiàn)裂縫，而干燥部位卻安程中潮濕部位出現(xiàn)裂縫，而干燥部位卻安然無(wú)恙，是堿然無(wú)恙，是堿骨料反應(yīng)裂縫區(qū)別與其他骨料反應(yīng)裂縫區(qū)別與其他原因裂縫的外觀特征差別之一。原因裂縫的外觀特征差別之一。第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-1 環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞損傷或破壞 從裂縫出現(xiàn)的時(shí)間來(lái)判斷，堿從裂縫出現(xiàn)的時(shí)間來(lái)判斷，堿骨料反骨料反應(yīng)裂縫出現(xiàn)的時(shí)間較晚，多在施工后應(yīng)裂縫出現(xiàn)的時(shí)間較晚，多在施工后5 51010年內(nèi)出現(xiàn)，而混凝土收縮裂縫出現(xiàn)的時(shí)間年內(nèi)出現(xiàn)，而混凝土收縮裂縫出現(xiàn)的時(shí)間較早，一般在施工

12、后若干天內(nèi)出現(xiàn)。較早，一般在施工后若干天內(nèi)出現(xiàn)。1-1 環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞損傷或破壞4 4、凍融循環(huán)破壞、凍融循環(huán)破壞 滲入混凝土中的水在低溫下結(jié)冰膨脹，滲入混凝土中的水在低溫下結(jié)冰膨脹，從內(nèi)部破壞混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。經(jīng)多次凍從內(nèi)部破壞混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。經(jīng)多次凍融循環(huán)后，損傷積累將使混凝土剝落酥裂，融循環(huán)后，損傷積累將使混凝土剝落酥裂，強(qiáng)度降低。凍融循環(huán)破壞的混凝土剝落，強(qiáng)度降低。凍融循環(huán)破壞的混凝土剝落，開(kāi)始時(shí)在混凝土表面出現(xiàn)粒徑為開(kāi)始時(shí)在混凝土表面出現(xiàn)粒徑為2-3mm2-3mm的小的小片剝落，隨著使用年限的增加，剝落量及片剝落，隨著使用年限的增加，剝落

13、量及剝落塊直徑增大，剝落由表及里，發(fā)展速剝落塊直徑增大，剝落由表及里，發(fā)展速度很快。度很快。1-1 環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞 北方地區(qū)采用撒鹽除冰，由于鹽類(lèi)與凍北方地區(qū)采用撒鹽除冰，由于鹽類(lèi)與凍融循環(huán)的共同作用引起的融循環(huán)的共同作用引起的鹽凍破壞鹽凍破壞是凍融是凍融循環(huán)破壞的一種特殊形式。鹽凍破壞是靜循環(huán)破壞的一種特殊形式。鹽凍破壞是靜水壓及鹽溶液的滲透壓和結(jié)晶壓共同作用水壓及鹽溶液的滲透壓和結(jié)晶壓共同作用的結(jié)果，因此，鹽凍破壞要比單純的凍融的結(jié)果，因此，鹽凍破壞要比單純的凍融破壞嚴(yán)酷得多。破壞嚴(yán)酷得多。 鹽凍破壞區(qū)別于其他破壞形式的主要特鹽凍破壞區(qū)別于其他破壞形式的主要特征是：征是

14、： 第一章 橋梁病害診斷1-1 環(huán)境因素引起的混凝土環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞結(jié)構(gòu)損傷或破壞 表面分層剝落，骨料暴露，但剝落層表面分層剝落，骨料暴露，但剝落層下面的混凝土完好；下面的混凝土完好； 破壞速度快，對(duì)未采用防鹽凍措施而破壞速度快，對(duì)未采用防鹽凍措施而使除冰鹽者，少則一冬，多則幾冬，即使除冰鹽者，少則一冬，多則幾冬，即可產(chǎn)生嚴(yán)重鹽凍破壞；可產(chǎn)生嚴(yán)重鹽凍破壞； 在沒(méi)有干擾的剝蝕表面或裂縫中可見(jiàn)在沒(méi)有干擾的剝蝕表面或裂縫中可見(jiàn)到白色鹽結(jié)晶體；到白色鹽結(jié)晶體；第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-1 環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞損傷或破壞5 5、鋼筋

15、銹蝕、鋼筋銹蝕 混凝土中鋼筋腐蝕的混凝土中鋼筋腐蝕的首要條件首要條件是鈍化膜壞，混是鈍化膜壞，混凝土的碳化及氯離子侵蝕都會(huì)造成覆蓋鋼筋表面凝土的碳化及氯離子侵蝕都會(huì)造成覆蓋鋼筋表面的堿性鈍化膜的破壞，加之有水分和氧的侵入，的堿性鈍化膜的破壞，加之有水分和氧的侵入，就可能引起鋼筋的腐蝕。鋼筋腐蝕伴有體積膨脹，就可能引起鋼筋的腐蝕。鋼筋腐蝕伴有體積膨脹，使混凝土出現(xiàn)沿鋼筋的縱向裂縫，造成鋼筋與混使混凝土出現(xiàn)沿鋼筋的縱向裂縫，造成鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力破壞，鋼筋截面面積減少，使凝土之間的粘結(jié)力破壞，鋼筋截面面積減少，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力降低，變形和裂縫增大等一系結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力降低，變形和裂縫增大等

16、一系列不良后果，并隨著時(shí)間的推移，腐蝕會(huì)逐漸惡列不良后果，并隨著時(shí)間的推移，腐蝕會(huì)逐漸惡化，最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的完全破壞?；?，最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的完全破壞。1-1 環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞 值得注意值得注意的是，上述所有侵蝕混凝的是，上述所有侵蝕混凝土和鋼筋的作用都需要有水作介質(zhì)。另土和鋼筋的作用都需要有水作介質(zhì)。另一方面，幾乎所有的侵蝕作用對(duì)混凝土一方面，幾乎所有的侵蝕作用對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞都與侵蝕作用引起的混凝土結(jié)構(gòu)的破壞都與侵蝕作用引起的混凝土膨脹，最終導(dǎo)致混凝土的開(kāi)裂有關(guān)。而膨脹，最終導(dǎo)致混凝土的開(kāi)裂有關(guān)。而且當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后，腐蝕速度將大且當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后，腐蝕速度將大大加

17、快。形成導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性大加快。形成導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)一步退化的惡化循環(huán)。進(jìn)一步退化的惡化循環(huán)。第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-1 環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞損傷或破壞因此，對(duì)新建結(jié)構(gòu)而言，提高混凝土因此，對(duì)新建結(jié)構(gòu)而言，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的結(jié)構(gòu)耐久性的基本途徑基本途徑是增強(qiáng)混凝土的密是增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，防止和控制混凝土開(kāi)裂，阻止水分實(shí)度，防止和控制混凝土開(kāi)裂，阻止水分的侵入；加大混凝土保護(hù)層的厚度，防止的侵入；加大混凝土保護(hù)層的厚度，防止由于混凝土保護(hù)層碳化引起鋼筋鈍化膜的由于混凝土保護(hù)層碳化引起鋼筋鈍化膜的破壞。對(duì)于在役結(jié)構(gòu)而言，提

18、高混凝土結(jié)破壞。對(duì)于在役結(jié)構(gòu)而言，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的構(gòu)耐久性的基本思路基本思路是在清除病害根源的是在清除病害根源的基礎(chǔ)上，封堵裂縫，修補(bǔ)破損混凝土；增基礎(chǔ)上，封堵裂縫，修補(bǔ)破損混凝土；增設(shè)防水層，防止水分的侵入。設(shè)防水層，防止水分的侵入。1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析 實(shí)踐表明，混凝土結(jié)構(gòu)的任何損傷實(shí)踐表明，混凝土結(jié)構(gòu)的任何損傷與破壞，一般都是首先在混凝土中出現(xiàn)與破壞，一般都是首先在混凝土中出現(xiàn)裂縫，裂縫是反映混凝土結(jié)構(gòu)病害的晴裂縫，裂縫是反映混凝土結(jié)構(gòu)病害的晴雨表。所以，雨表。所以，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)，首先應(yīng)從對(duì)結(jié)構(gòu)的裂縫調(diào)查、檢測(cè)與分首先應(yīng)從對(duì)結(jié)構(gòu)的裂縫調(diào)查、檢

19、測(cè)與分析入手析入手。 混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是由材料內(nèi)部的初混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是由材料內(nèi)部的初始缺陷、微裂縫的擴(kuò)展而引起的。引起始缺陷、微裂縫的擴(kuò)展而引起的。引起裂縫的原因很多，但可歸納為裂縫的原因很多，但可歸納為兩大類(lèi)兩大類(lèi)： 第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析 第一類(lèi)：由外荷載引起的裂縫，稱為第一類(lèi)：由外荷載引起的裂縫，稱為結(jié)構(gòu)性裂縫結(jié)構(gòu)性裂縫（又稱為受力裂縫），其裂縫（又稱為受力裂縫），其裂縫的分布及寬度與外荷載有關(guān)。這種裂縫的的分布及寬度與外荷載有關(guān)。這種裂縫的出現(xiàn)，預(yù)示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在其出現(xiàn)，預(yù)示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在其他嚴(yán)重問(wèn)題。他嚴(yán)重問(wèn)題。1-2混

20、凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析122圖圖1-1 1-1 鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)裂縫鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)裂縫1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析 第二類(lèi)：由變形引起的裂縫，稱為第二類(lèi)：由變形引起的裂縫，稱為非結(jié)構(gòu)性裂縫非結(jié)構(gòu)性裂縫，如混凝土收縮、溫度變，如混凝土收縮、溫度變化等因素引起的結(jié)構(gòu)變形受到限制時(shí)，化等因素引起的結(jié)構(gòu)變形受到限制時(shí)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，即會(huì)引達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，即會(huì)引起混凝土裂縫，裂縫一旦出現(xiàn)，變形得起混凝土裂縫，裂縫一旦出現(xiàn)，變形得到釋放，拉應(yīng)力也就消失了。到釋放，拉應(yīng)力也就消失了。 第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害

21、診斷 混凝土的非結(jié)構(gòu)性裂縫根據(jù)其形成混凝土的非結(jié)構(gòu)性裂縫根據(jù)其形成的時(shí)間可分為：的時(shí)間可分為：混凝土硬化前裂縫混凝土硬化前裂縫硬化過(guò)程裂縫硬化過(guò)程裂縫完全硬化后裂縫完全硬化后裂縫 第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析（1 1）收縮裂縫）收縮裂縫 在混凝土凝固過(guò)程中，由于多余水分在混凝土凝固過(guò)程中，由于多余水分蒸發(fā)，引起的混凝土體積縮小稱為干縮。蒸發(fā)，引起的混凝土體積縮小稱為干縮。同時(shí)，水泥與水起水化作用逐漸硬化而形同時(shí)，水泥與水起水化作用逐漸硬化而形成的水泥骨架不斷緊密，引起的混凝土體成的水泥骨架不斷緊密，引起的混凝土體

22、積縮小稱為凝縮。當(dāng)混凝土成形后，表面積縮小稱為凝縮。當(dāng)混凝土成形后，表面水份蒸發(fā)，這種水份蒸發(fā)總是由表及里逐水份蒸發(fā)，這種水份蒸發(fā)總是由表及里逐步發(fā)展，截面內(nèi)外溫度不等，內(nèi)外收縮量步發(fā)展，截面內(nèi)外溫度不等，內(nèi)外收縮量不一樣?；炷帘砻媸湛s變形受到混凝土不一樣?；炷帘砻媸湛s變形受到混凝土內(nèi)部約束或其他約束限制時(shí)，即在混凝土內(nèi)部約束或其他約束限制時(shí)，即在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土開(kāi)裂。中產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土開(kāi)裂。1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析（2 2）溫度裂縫）溫度裂縫 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)隨著溫度變化將產(chǎn)生鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)隨著溫度變化將產(chǎn)生熱脹冷縮變形，這種溫度變形受到約束時(shí)，熱脹冷縮變形，這種溫度

23、變形受到約束時(shí)，在混凝土內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力在混凝土內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，即會(huì)引達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，即會(huì)引起混凝土裂縫，這種裂縫稱為溫度裂縫。起混凝土裂縫，這種裂縫稱為溫度裂縫。按結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)不同、溫度變形、溫度應(yīng)按結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)不同、溫度變形、溫度應(yīng)力不同，溫度裂縫可分為三種類(lèi)型：力不同，溫度裂縫可分為三種類(lèi)型： 截面均勻溫差裂縫截面均勻溫差裂縫一般橋梁結(jié)構(gòu)為桿件體系長(zhǎng)細(xì)結(jié)構(gòu)，一般橋梁結(jié)構(gòu)為桿件體系長(zhǎng)細(xì)結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度變化時(shí)，構(gòu)件截面受到均勻溫差當(dāng)溫度變化時(shí)，構(gòu)件截面受到均勻溫差的作用，可忽略橫截面兩個(gè)方向的變形，的作用，可忽略橫截面兩個(gè)方向的

24、變形，只考慮沿梁長(zhǎng)度方向的溫度變形，當(dāng)這只考慮沿梁長(zhǎng)度方向的溫度變形，當(dāng)這種變形受到約束時(shí)，在混凝土內(nèi)部就會(huì)種變形受到約束時(shí)，在混凝土內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，出現(xiàn)裂縫。產(chǎn)生拉應(yīng)力，出現(xiàn)裂縫。第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析 截面上、下溫差裂縫截面上、下溫差裂縫 以橋梁結(jié)構(gòu)中大量采用的箱形梁為以橋梁結(jié)構(gòu)中大量采用的箱形梁為例，當(dāng)外界溫度驟然變化時(shí)，會(huì)造成箱例，當(dāng)外界溫度驟然變化時(shí)，會(huì)造成箱內(nèi)外的溫度差，考慮到橋梁為長(zhǎng)細(xì)結(jié)構(gòu)，內(nèi)外的溫度差，考慮到橋梁為長(zhǎng)細(xì)結(jié)構(gòu)，可以認(rèn)為在沿梁長(zhǎng)方向箱內(nèi)外的溫差是可以認(rèn)為在沿梁長(zhǎng)方向箱內(nèi)外的溫差是一致的，沿水平橫向沒(méi)有溫差。將三維一致的，

25、沿水平橫向沒(méi)有溫差。將三維熱傳導(dǎo)問(wèn)題簡(jiǎn)化為沿梁的豎向溫度梯度熱傳導(dǎo)問(wèn)題簡(jiǎn)化為沿梁的豎向溫度梯度來(lái)確定，一般假設(shè)梁的截面高度方向、來(lái)確定，一般假設(shè)梁的截面高度方向、溫差呈線性變化。溫差呈線性變化。 第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析在這種溫差作用下，梁不但有軸向變?cè)谶@種溫差作用下，梁不但有軸向變形，還伴隨產(chǎn)生彎曲變形。梁的彎曲變形形，還伴隨產(chǎn)生彎曲變形。梁的彎曲變形在超靜定結(jié)構(gòu)中不但引起結(jié)構(gòu)的位移，而在超靜定結(jié)構(gòu)中不但引起結(jié)構(gòu)的位移，而且因多余約束存在，還要產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫且因多余約束存在，還要產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度應(yīng)力。當(dāng)上、下溫差變形產(chǎn)生的應(yīng)力

26、達(dá)度應(yīng)力。當(dāng)上、下溫差變形產(chǎn)生的應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，混凝土就要到混凝土抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，混凝土就要出現(xiàn)裂縫，這種裂縫稱為截面上、下溫差出現(xiàn)裂縫，這種裂縫稱為截面上、下溫差裂縫。裂縫。截面內(nèi)外溫差裂縫截面內(nèi)外溫差裂縫 水泥在水化過(guò)程產(chǎn)生一定的水化熱，水泥在水化過(guò)程產(chǎn)生一定的水化熱，其大部分熱量是在混凝土澆筑后其大部分熱量是在混凝土澆筑后3 3天以內(nèi)天以內(nèi)放出的。大體積混凝土產(chǎn)生的大量水化放出的。大體積混凝土產(chǎn)生的大量水化熱不容易散發(fā)，內(nèi)部溫度不斷上升，而熱不容易散發(fā)，內(nèi)部溫度不斷上升，而混凝土表層散熱較快，使截面內(nèi)部產(chǎn)生混凝土表層散熱較快，使截面內(nèi)部產(chǎn)生非線性溫度差。另外，預(yù)制構(gòu)件采用蒸非線性溫度差。另外，預(yù)制構(gòu)件采用蒸氣養(yǎng)護(hù)時(shí)，由于混凝土升溫或降溫過(guò)快，氣養(yǎng)護(hù)時(shí)，由于混凝土升溫或降溫過(guò)快，致使混凝土表面劇烈升溫或降溫，也會(huì)致使混凝土表面劇烈升溫或降溫，也會(huì)使截面內(nèi)部產(chǎn)生非線性溫度差。使截面內(nèi)部產(chǎn)生非線性溫度差。第一章第一章 橋梁病害診斷橋梁病害診斷1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析1-2混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分析在這種截面內(nèi)外溫差作用下，結(jié)構(gòu)將在這種截面內(nèi)外溫差作用下，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生彎曲變形，截面縱向纖維因溫差的伸產(chǎn)生彎曲變形，截面縱向纖維