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一、鋼筋混凝土結構構件裂縫分析
判明是結構性裂縫還是非結構性裂縫:鋼筋混凝土結構產生裂縫的原因很多,對結構的影響差異也很大,只有弄清結構受力狀態和裂縫對結構影響的基礎上,才能對結構構件進行定性。結構性裂縫多由于結構應力達到限值,造成承載力不足引起的,是結構破壞開始的特征,或是結構強度不足的征兆,是比較危險的,必須進一步對裂縫進行分析。非結構性裂縫往往是自身應力形成的,如溫度裂縫、收縮裂縫,對結構承載力的影響不大,可根據結構耐久性、抗滲、抗震、使用等方面要求采取修補措施。例如橋梁防撞護欄裂縫普遍存在,裂縫的特點:大都出現在護欄的上半部,裂縫上寬下窄,中間寬兩邊細,通過對設計及施工情況的檢查,設計無誤,為施工原因,經過綜合分析,判明為震搗裂縫,屬非結構性裂縫。只要震搗均勻,用抹漿修補裂縫即可。
(1)判明結構性裂縫的受力性質:結構性裂縫,根據受力性質和破壞形式進一步區分為兩種:一種是脆性破壞,另一種是塑性破壞。脆性破壞的特點是事先沒有明顯的預兆而突然發生,一旦出現裂縫,對結構強度影響很大,是結構破壞的征兆,屬于這類性質裂縫的有受壓構件裂縫(包括中心受壓、小偏心受壓和大偏心受壓的壓區)、受彎構件的受壓區裂縫、斜截面裂縫、沖切面裂縫,以及后張預應力構件端部局壓裂縫等。脆性破壞裂縫是危險的,應予以足夠重視,必須采取加固措施和其它安全措施。塑性破壞特點是事先有明顯的變形和裂縫預兆,人們可以及時采取措施予以補救,危險性相對稍小。屬于這類破壞的受力構件的裂縫有:受拉構件正載面裂縫,受彎構件和大偏心受壓構件正載面受拉區裂縫等。此種裂縫是否影響結構的安全,應根據裂縫的位置、長度、深度以及發展情況而定。如果裂縫已趨于穩定,且最大裂縫未超過規定的容許值,則屬于允許出現的裂縫,可不必加固。
(2)查明裂縫的寬度、長度、深度:鋼筋混凝土結構構件的裂縫按其表征可分三種:一是表面細小裂縫,即縫寬很小,長度短而淺;二是中等裂縫,其寬度在0.2mm左右,長度局限在受拉區,裂縫已深入結構一定深度;三是貫穿性裂縫,縫寬超過0.3mm,長度伸到受壓區,裂縫已貫穿整個截面或部分截面。結構性裂縫不僅表征結構受力狀況,還會影響結構的耐久性。裂縫寬度愈大,鋼筋愈容易銹蝕,意味著鋼筋和混凝土之間握裹力已完全破壞,使用壽命已近終結。一般橋梁結構中,橫向裂縫導致鋼筋銹蝕的危險性較小,而在潮濕環境中,裂縫會引起鋼筋銹蝕,裂縫寬度應小于0.2mm,但縱向縫易引起鋼筋銹蝕,并導致保護層剝落,影響結構的耐久性,應予以處理。當裂縫長度較長,深度較深,嚴重影響構件的整體性,往往是破壞征兆。例如橋梁梁底受拉區出現裂縫,裂縫長度縱向發展,是比較危險的,若縫長較短,局部在受拉區,一般危險性較小。裂縫深度也是表征之一,通常表面裂縫多是非結構性裂縫,貫穿性裂縫多是結構性裂縫,容易使鋼筋銹蝕,危險性較大,應查明原因,根據危險性,采取必要的加固措施。
二、
在橋梁鋼筋混凝土技術鑒定中,需要對整座橋梁的結構構件進行技術鑒定,首先通過現場踏勘進行外觀檢查,可能會發現鋼筋混凝土結構構件各種質量問題,其中裂縫是最常見的現象之一。裂縫出現都是事出有因,有設計上錯誤、原材料性能缺陷、施工質量低劣、環境條件的變化、坍落度不符合標準、震搗不均勻等等。如何鑒定裂縫、分析裂縫、控制裂縫,是安全鑒定工作的重要內容之一。根據裂縫成因和特征,判斷結構受力工作狀況,評定結構的安全性、適用性和耐久性。此種鑒定方法具有簡便、直觀、快速等優點。其缺點在于它只是一種定性的分析方法,而不能定量地分析結構的安全性。為此,對可疑結構構件應進行強度、剛度、抗裂性驗算,必要時還應通過荷載試驗,然后做出安全鑒定意見。
三、橋梁鋼筋混凝土施工
水泥混凝土按強度分級,可分為:低強度混凝土(抗壓強度小于20Mpa),中強度混凝土(抗壓強度小于20-50Mpa),高強度混凝土(抗壓強度大于50Mpa)。其中,水泥混凝土,普通混凝土和中強度混凝土是道路和橋梁中最常用的混凝土,現代大型橋梁和高速公路也常選用高強度混凝土。
鋼筋混凝土結構構件變形的分析:結構在長期使用中,由于荷載、溫度、濕度以及地基沉陷等影響,將導致結構變形和變位,變形不但對美觀和使用方面有影響,且對結構受力和穩定也有影響。較大變形往往改變了結構的受力條件,增大受力的偏心距,在構件斷面、連接節點中產生新的附加應力,從而降低構件的承載能力,引起構件開裂,甚至倒塌。結構變形的測定項目應針對可疑跡象,根據測定的要求、目的加以選擇,但最大的撓度和位移必需檢測。變形的量測應與裂縫量測結合起來,結構過度的變形,可產生對應的裂縫,過大的裂縫又可擴大結構的變形。因此,結構變形情況如何,往往是反映出結構工作是否正常的重要標志,是結構構件安全鑒定的重要內容。另一方面還需看變形是穩定的還是發展的,變形發展很慢或基本穩定是正常的,若變形發展很快,變形速度逐漸增大或突然增大,即是異常的現象,應引起注意,通常意味著結構可能破壞,應立即采取措施確保房屋安全。結構過度變形是結構剛度不足或穩定性不足的標志,它并不直接反映結構的強度。影響結構變形的主要因素,如斷面尺寸、跨度、荷載、支座形式、材料質量等,也影響到結構的強度。因此進行安全鑒定時,還應和裂縫、結構構件穩定等結合考慮。
四、結語
鋼筋混凝土構件的安全鑒定還應考慮構造、混凝土碳化等因素。橋梁安全鑒定是一項技術與政策相結合、局部和整體相結合、必須考慮諸多因素的技術工作。特別是關注橋梁施工中出現的裂縫,當有裂縫出現時要及時進行修補及維護保證橋梁的安全性。
【摘要】橋梁安全鑒定是一項技術與政策相結合、局部和整體相結合、必須考慮諸多因素的技術工作。特別是關注橋梁施工中出現的裂縫,當有裂縫出現時要及時進行修補及維護保證橋梁的安全性。
【關鍵詞】鋼筋混凝土構件安全鑒定