鋼筋混凝土橋梁裂縫成因分析及檢測(cè)技術(shù)

李玉龍

摘? ? 要：隨著我國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展，更高規(guī)格的鋼筋混凝土橋梁建設(shè)越來(lái)越多，而混凝土橋梁在建設(shè)和使用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，嚴(yán)重的威脅到橋梁的安全性和使用功能。本文對(duì)鋼筋混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因做出分析，探討對(duì)橋梁裂縫檢測(cè)及預(yù)防的有效措施。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土;橋梁;預(yù)防措施

1? 引言

近年來(lái)我國(guó)交通行業(yè)得到迅猛發(fā)展，交通行業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)水平也隨著得到了提高，鋼筋混凝土橋梁工程是交通基礎(chǔ)建設(shè)中重要的部分。而混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫也是工程中常見(jiàn)的問(wèn)題，嚴(yán)重的影響混凝土橋梁的使用性和安全性。在橋梁的建設(shè)和使用中都存在裂縫發(fā)生的問(wèn)題，會(huì)引起橋梁的開裂，縮短了混凝土橋梁的使用壽命。我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析混凝土橋梁產(chǎn)生的原因，針對(duì)問(wèn)題提出預(yù)防裂縫產(chǎn)生的辦法，為鋼筋混凝土橋梁的設(shè)計(jì)和施工提供參考。

2? 鋼筋混凝土裂縫的概念和危害

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于受到施工方法不當(dāng)、本身變形等因素影響，很容易產(chǎn)生出各種各樣的裂縫。由于混凝土結(jié)構(gòu)是無(wú)法避免產(chǎn)生裂縫的，因此在實(shí)際的施工中，應(yīng)把裂縫產(chǎn)生的有害程度盡可能減小在工程可允許的范圍內(nèi)，不會(huì)使工程耐久性收到影響?；炷亮芽p根據(jù)寬度可以分為宏觀裂縫和微觀裂縫。微觀裂縫一般為混凝土內(nèi)部固有的存在，肉眼幾乎看不到，在荷載不超過(guò)規(guī)定的條件下被視為無(wú)害。根據(jù)裂縫不同的深度可以分為表層裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫三種，其中深層裂縫和貫穿裂縫都對(duì)橋梁建筑具有較大的危險(xiǎn)性，會(huì)破工程結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，應(yīng)進(jìn)行有效的檢測(cè)和預(yù)防措施，以避免造成更大的危害。

3? 鋼筋混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因

在鋼筋混凝土橋梁中產(chǎn)生裂縫的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面：

首先是受拉鋼筋應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。通過(guò)對(duì)裂縫寬度的研究，裂縫截面內(nèi)所受拉筋應(yīng)力會(huì)影響裂縫的寬度，但不同橋梁所受拉鋼筋應(yīng)力有所不同，對(duì)裂縫產(chǎn)生的影響也不同。

其次為受保護(hù)層厚度的影響，保護(hù)層的厚度不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致橋梁裂縫間距變寬，裂縫越來(lái)越寬。保護(hù)層越厚，鋼筋受銹蝕的可能性越小，從設(shè)計(jì)角度出發(fā)可以選擇使用的保護(hù)層厚度，這項(xiàng)影響可以忽略不計(jì)。

第三是受鋼筋配筋率的影響。當(dāng)鋼筋應(yīng)力相同，直徑也無(wú)太大差別的情況下，裂縫的寬度會(huì)隨著配筋率的增大而減小。

第四是受鋼筋直徑的影響，大量的試驗(yàn)證明，在鋼筋應(yīng)力和受拉鋼筋配筋率相同的情況下，混凝土裂縫的寬度會(huì)隨著鋼筋的直徑變化，一般呈線性關(guān)系。

第五是受荷載的作用，在荷載的影響下不同的構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生不同寬度的裂縫，例如在相同的荷載影響下受彎構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件、軸心受拉構(gòu)件、偏心受拉構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫寬度并不相同。

第六的受鋼筋粘結(jié)特征的影響。不同鋼筋具有不同的粘結(jié)力度，螺紋鋼的筋裂縫開展比較小而光圓鋼筋具有較小的粘結(jié)能力，裂縫卻開展相對(duì)較大。

最后構(gòu)件所處的環(huán)境條件也會(huì)影響混凝土的施工質(zhì)量，不同溫度、濕度條件、侵蝕條件、養(yǎng)護(hù)條件，原材料的質(zhì)量和特性，都會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫。

4? 裂縫檢測(cè)技術(shù)分析

鋼筋混凝土橋梁更加強(qiáng)檢測(cè)技術(shù)，從而及時(shí)檢測(cè)出裂縫的寬度和深度，這對(duì)橋梁建設(shè)行業(yè)是具有重要作用的技術(shù)手段，目前主要有一下幾項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)。

4.1? 超聲波檢測(cè)

一般非破損的檢測(cè)會(huì)使用超聲波法，這是一種通過(guò)超聲波來(lái)獲取物體內(nèi)部信息的檢測(cè)方法。超聲波法被廣泛的應(yīng)用于鋼材探傷、醫(yī)療診斷、魚群探測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。由于這些領(lǐng)域中的物體密度大、分布均勻、顆粒小，因此聲波能夠順暢傳播，準(zhǔn)確的檢測(cè)出內(nèi)部的缺陷并確定其位置?；炷帘砻娴牧芽p深度嚴(yán)重影響著橋梁建設(shè)的安全，如何讓測(cè)定其深度和寬度對(duì)后續(xù)診斷、修補(bǔ)加固具有重要的意義。利用超生波發(fā)測(cè)定裂縫的深度，一般是將發(fā)射和接收的探頭安置在混凝土同面的裂縫附近，根據(jù)橋梁實(shí)際情況選用適用的聲學(xué)參數(shù)和波形種類，采取相對(duì)應(yīng)的方法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

4.2? 沖擊彈性波法檢測(cè)

把彈性體內(nèi)傳播的波被總稱為彈性波。廣義的彈性波探測(cè)法是用人工發(fā)射彈性波到彈性體內(nèi)，從而探測(cè)到彈性體內(nèi)的狀態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)的原理和超聲波相同，主要針對(duì)具有擴(kuò)展方向的裂縫，比超聲波的深度更深，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)裂縫分支的檢測(cè)。

4.3? 傳感儀器監(jiān)測(cè)

傳感儀器檢測(cè)是利用埋在混凝土中的儀器來(lái)對(duì)裂縫進(jìn)行檢測(cè)，一般是使用弦式或者卡爾遜式測(cè)縫計(jì)，屬于點(diǎn)式檢測(cè)。混凝土橋梁中的裂縫具有一定的隨機(jī)性，應(yīng)用這種檢測(cè)方法有可能出現(xiàn)遺漏，因此應(yīng)實(shí)施連續(xù)性、全方面的監(jiān)測(cè)，稱為全分布監(jiān)測(cè)。

4.4? 光纖傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)

光纖的傳感具有獨(dú)特性和靈巧性，它的精度較高，有很強(qiáng)的抗干擾能力，非常可靠，可以通過(guò)光纖傳輸來(lái)組成自動(dòng)化的遙測(cè)系統(tǒng)。光纖傳感被廣泛應(yīng)用與于結(jié)構(gòu)工程的監(jiān)測(cè)，例如航空航天器和橋梁中，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要有溫度、振動(dòng)和應(yīng)變等。鋼筋混凝土的裂縫可以通過(guò)埋設(shè)在混凝土中的光纖變化來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)OTDR曲線上的裂縫損耗突變點(diǎn)進(jìn)行衰減，來(lái)準(zhǔn)確定位裂縫的位置。光纖傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)的使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的分布檢測(cè)，對(duì)裂縫進(jìn)行定位、定寬、定向，很好的提高了橋梁監(jiān)測(cè)的水平，有效改善了橋梁預(yù)防裂縫的質(zhì)量。

4.5? 攝影檢測(cè)

攝影檢測(cè)主要用于對(duì)混凝土表面的裂縫檢測(cè)，包括使用錄像機(jī)、照相機(jī)、放射線及紅外線攝影設(shè)備來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

5? 結(jié)束語(yǔ)

橋梁的設(shè)計(jì)建設(shè)到投入使用，涉及到施工技術(shù)、施工管理等多個(gè)方面。施工質(zhì)量不到位、監(jiān)管不嚴(yán)等情況都會(huì)對(duì)橋梁裂縫產(chǎn)生影響，危害橋梁的使用質(zhì)量和使用壽命，因此應(yīng)按照相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)國(guó)際技術(shù)規(guī)定，保證橋梁施工的質(zhì)量，提升其耐用性，充分發(fā)揮橋梁的使用作用，提升我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田建軍.鋼筋混凝土橋梁裂縫成因及加固修補(bǔ)方法[J].交通世界（中旬刊），2018（12）：113～114.

[2] 季健.鋼筋混凝土橋梁裂縫成因分析與加固措施研究[J].科技視界，2018（25）：217～218.

[3] 趙曉鵬.淺談鋼筋混凝土橋梁裂縫成因分析及應(yīng)對(duì)措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（22）：55～58.

[4] 冶貴雄.公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫防治技術(shù)的探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（20）：2217.