钢筋混凝土桥梁裂缝成因分析及检测技术

李玉龙

摘    要：随着我国交通行业的发展，更高规格的钢筋混凝土桥梁建设越来越多，而混凝土桥梁在建设和使用中经常会出现裂缝问题，严重的威胁到桥梁的安全性和使用功能。本文对钢筋混凝土桥梁产生裂缝的原因做出分析，探讨对桥梁裂缝检测及预防的有效措施。

关键词：钢筋混凝土;桥梁;预防措施

1  引言

近年来我国交通行业得到迅猛发展，交通行业的基础建设水平也随着得到了提高，钢筋混凝土桥梁工程是交通基础建设中重要的部分。而混凝土桥梁产生裂缝也是工程中常见的问题，严重的影响混凝土桥梁的使用性和安全性。在桥梁的建设和使用中都存在裂缝发生的问题，会引起桥梁的开裂，缩短了混凝土桥梁的使用寿命。我们应当认真分析混凝土桥梁产生的原因，针对问题提出预防裂缝产生的办法，为钢筋混凝土桥梁的设计和施工提供参考。

2  钢筋混凝土裂缝的概念和危害

钢筋混凝土结构由于受到施工方法不当、本身变形等因素影响，很容易产生出各种各样的裂缝。由于混凝土结构是无法避免产生裂缝的，因此在实际的施工中，应把裂缝产生的有害程度尽可能减小在工程可允许的范围内，不会使工程耐久性收到影响。混凝土裂缝根据宽度可以分为宏观裂缝和微观裂缝。微观裂缝一般为混凝土内部固有的存在，肉眼几乎看不到，在荷载不超过规定的条件下被视为无害。根据裂缝不同的深度可以分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种，其中深层裂缝和贯穿裂缝都对桥梁建筑具有较大的危险性，会破工程结构的整体性和稳定性，应进行有效的检测和预防措施，以避免造成更大的危害。

3  钢筋混凝土桥梁产生裂缝的原因

在钢筋混凝土桥梁中产生裂缝的原因很多，主要有以下几个方面：

首先是受拉钢筋应力产生裂缝。通过对裂缝宽度的研究，裂缝截面内所受拉筋应力会影响裂缝的宽度，但不同桥梁所受拉钢筋应力有所不同，对裂缝产生的影响也不同。

其次为受保护层厚度的影响，保护层的厚度不当会导致桥梁裂缝间距变宽，裂缝越来越宽。保护层越厚，钢筋受锈蚀的可能性越小，从设计角度出发可以选择使用的保护层厚度，这项影响可以忽略不计。

第三是受钢筋配筋率的影响。当钢筋应力相同，直径也无太大差别的情况下，裂缝的宽度会随着配筋率的增大而减小。

第四是受钢筋直径的影响，大量的试验证明，在钢筋应力和受拉钢筋配筋率相同的情况下，混凝土裂缝的宽度会随着钢筋的直径变化，一般呈线性关系。

第五是受荷载的作用，在荷载的影响下不同的构件会产生不同宽度的裂缝，例如在相同的荷载影响下受弯构件、偏心受压构件、轴心受拉构件、偏心受拉构件产生的裂缝宽度并不相同。

第六的受钢筋粘结特征的影响。不同钢筋具有不同的粘结力度，螺纹钢的筋裂缝开展比较小而光圆钢筋具有较小的粘结能力，裂缝却开展相对较大。

最后构件所处的环境条件也会影响混凝土的施工质量，不同温度、湿度条件、侵蚀条件、养护条件，原材料的质量和特性，都会导致钢筋混凝土桥梁产生裂缝。

4  裂缝检测技术分析

钢筋混凝土桥梁更加强检测技术，从而及时检测出裂缝的宽度和深度，这对桥梁建设行业是具有重要作用的技术手段，目前主要有一下几项检测技术。

4.1  超声波检测

一般非破损的检测会使用超声波法，这是一种通过超声波来获取物体内部信息的检测方法。超声波法被广泛的应用于钢材探伤、医疗诊断、鱼群探测等多个领域。由于这些领域中的物体密度大、分布均匀、颗粒小，因此声波能够顺畅传播，准确的检测出内部的缺陷并确定其位置。混凝土表面的裂缝深度严重影响着桥梁建设的安全，如何让测定其深度和宽度对后续诊断、修补加固具有重要的意义。利用超生波发测定裂缝的深度，一般是将发射和接收的探头安置在混凝土同面的裂缝附近，根据桥梁实际情况选用适用的声学参数和波形种类，采取相对应的方法来进行检测。

4.2  冲击弹性波法检测

把弹性体内传播的波被总称为弹性波。广义的弹性波探测法是用人工发射弹性波到弹性体内，从而探测到弹性体内的状态。这项技术的原理和超声波相同，主要针对具有扩展方向的裂缝，比超声波的深度更深，但无法实现裂缝分支的检测。

4.3  传感仪器监测

传感仪器检测是利用埋在混凝土中的仪器来对裂缝进行检测，一般是使用弦式或者卡尔逊式测缝计，属于点式检测。混凝土桥梁中的裂缝具有一定的随机性，应用这种检测方法有可能出现遗漏，因此应实施连续性、全方面的监测，称为全分布监测。

4.4  光纤传感网络监测

光纤的传感具有独特性和灵巧性，它的精度较高，有很强的抗干扰能力，非常可靠，可以通过光纤传输来组成自动化的遥测系统。光纤传感被广泛应用与于结构工程的监测，例如航空航天器和桥梁中，监测内容主要有温度、振动和应变等。钢筋混凝土的裂缝可以通过埋设在混凝土中的光纤变化来进行检测，通过对OTDR曲线上的裂缝损耗突变点进行衰减，来准确定位裂缝的位置。光纤传感网络监测的使用，可以实现对桥梁混凝土结构的分布检测，对裂缝进行定位、定宽、定向，很好的提高了桥梁监测的水平，有效改善了桥梁预防裂缝的质量。

4.5  摄影检测

摄影检测主要用于对混凝土表面的裂缝检测，包括使用录像机、照相机、放射线及红外线摄影设备来进行检测。

5  结束语

桥梁的设计建设到投入使用，涉及到施工技术、施工管理等多个方面。施工质量不到位、监管不严等情况都会对桥梁裂缝产生影响，危害桥梁的使用质量和使用寿命，因此应按照相关的质量标准，依据国际技术规定，保证桥梁施工的质量，提升其耐用性，充分发挥桥梁的使用作用，提升我国城市建设的发展。

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