淺談梁式橋裂縫的維修加固方法

摘 要:梁橋在使用的過程中，會由于各方面的原因，使梁體出現裂縫，影響到橋梁的使用和行車的舒適與安全。本文通過梁式橋裂縫的現狀，尋找裂縫出現的原因，并提出相應的施工方法，來對橋梁進行維修加固，以達到延長橋梁的使用壽命和確保行車安全的目的。

關鍵詞:梁式橋 裂縫 加固施工

中圖分類號:U445.7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(a)-0135-01

1 梁式橋裂縫的現狀及原因分析

1.1 梁體跨中區域的豎向裂縫

梁體受拉區域的豎向裂縫，是由下拉彎矩引起的，一般出現在梁的跨中下邊緣部位，沿著梁的受拉區邊緣大致與主筋垂直的方向向上延伸。

上述裂縫主要是梁受壓產生的。一般認為只要這類裂縫在梁側面的延伸長度達不到梁計算截面的中性軸，而其最大寬度又限制在0.2mm范圍內，則屬正常裂縫。因此對于這種裂縫，一般不進行修理。

1.2 斜裂縫

引起斜裂縫的原因則有兩種:一種是由主拉應力裂縫;第二種是由于斜截面抗彎能力較弱所引起的裂縫。

前者多發生在梁支座附近的腹板上，主要原因是主拉應力過大，裂縫一般是從梁兩端的橫隔板內側開始，使裂縫沿斜向上的方向攀升。因為梁的上下邊緣一般都有較多的鋼筋(或鋼束)，它有控制此種裂縫繼續擴張的作用，因此裂縫在到達這些鋼筋或鋼束之前，一般都消失不見了。

后者是由于斜截面抗彎能力不足所引起的。它與主拉應力過大產生的斜裂縫顯然不同，但與梁中正彎矩產生的豎向裂縫卻有相似之處，豎向裂縫是由梁底向腹板延伸，裂縫的寬度是上面小、下面大，而不像主拉應力所產生的斜裂縫那樣是兩頭小、中間大。

1.3 順筋裂縫

鋼筋縱向銹蝕產生的裂縫，其最大延伸長度可達到梁跨之半，這是因為混凝土的質量較差或保護層厚度不足所顯示出來的，混凝土被二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土的堿度降低，引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子侵入到巖土中的氧氣和水分發生腐蝕反應，導致保護層混凝土開裂，沿裂縫寬度可達4mm，因此這種裂縫危害非常之大。

1.4 其他裂縫

1)梁側面腹板上的網狀裂縫

這類裂縫寬度一般較小，并多分布在腹板表面上，很像一片亂網，沒有規律，這種網狀裂縫是由梁體混凝土內外收縮不均勻而引起的。

2)梁側面腹板上的豎向裂縫

產生這種裂縫的原因一般是梁的跨徑較大、梁較薄、分布鋼筋較稀，在溫度和收縮影響下產生這種裂縫。

2 橋粱結構裂縫的機理分析

這里從混凝土、鋼筋兩方面因素來分析橋粱結構裂縫產生的機理。

由于混凝土不密實、保護層太薄導致了混凝土的碳化。

水泥+水→水泥石里面含有大量的Ca(OH)2Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

結果:梁體的強度有所提升→混凝土體積增大→在梁體某些部位引起應力集中→超出梁體允許應力范圍→梁體出現裂縫→鋼筋外露→空氣、水與鋼筋反應→鋼筋被腐蝕，即如下:

2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2常溫常壓下可緩慢反應

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3常溫常壓下就劇烈反應

2Fe(OH)3=Fe2O3(鐵銹)+3H2O

結果:梁體承受荷載能力強度降低→裂縫繼續擴大→梁體被進一步損害。

3 梁式橋裂縫修補技術

依據裂縫在橋梁部位的不同，這里選擇了不同的修補加固技術。

3.1 表面裂縫的修補方法

3.1.1 人工涂抹

適用于裂縫淺、面積小的部位。

1)混凝土結構

先將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，然后盡最大努力糙面平整，經洗干凈后，灑水使之保持濕潤(不留水珠)，然后用1∶1至1∶2(體積比)的水泥砂漿涂抹其上。涂抹時混凝土表面不能有流水，最好先用純水泥漿涂刷一層底漿(厚度約0.5至1.0mm)，再將水泥砂漿一次或幾次抹完，涂抹時應注意不要過厚或過薄，因為過厚容易在側面和頂部引起流淌或因自重下墜;太薄則容易在收縮時引起開裂。溫度也要掌握好，溫度高時，涂抹3至4小時后需灑水養護，并防止陽光直射;冬天時候應注意加強保溫，萬萬不可受凍，不然，輕則強度降低，重則報廢。

2)磚石結構

施工方法與混凝土類似，這里只說明磚石結構勾漿修復的工序。

勾縫形式:平縫、凹縫、弧形凸縫、帶形凸縫

方法:鑿除已損壞的勾縫→壓力水沖洗→M10以上水泥砂漿重新勾縫

3.1.2 噴漿修復

適用于面積大、較重要的部位

噴漿修補是在鑿毛處理過的裂縫表面，噴射一層密實且強度高的水泥砂漿保護層來封閉裂縫的一種修補方法。根據裂縫的部位、性質和修理要求和各方面條件，可分別采用掛網噴漿、無鋼筋素噴漿等修補方法。

3.2 內部裂縫的修補方法

3.2.1 壓力噴漿修復

1)水泥灌漿

工序:裂縫的檢查和處理→鉆孔、清孔→止漿和堵漏處理→壓水(氣)實驗→灌漿→質量檢查

2)化學灌漿

①材料:環氧樹脂類丙烯酸酯類

②工藝:裂縫的檢查和處理→鉆孔埋嘴(原則:寬縫稀，窄縫密，交叉位置必設嘴)→嵌縫止漿(避免漿液流失，確保灌注密實)→壓水(氣)實驗(檢查管子的通暢情況)→灌漿(手壓泵、灌漿注射器)→收尾工作

③灌漿的防護工作

有效通風，人員避開下風向

適當的密封措施

防火防爆

注意個人衛生

3.3 表面粘貼修補法

表面粘貼修補法:是指用膠粘劑把碳纖維布或鋼材等材料粘貼在裂縫部位的混凝土面上，達到封閉裂縫目的。

需要指出的是:碳纖維與傳統的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比，具有節省空間、施工簡便、不需要現場固定設施、施工質量易保證、基本不增加結構尺寸及自重、耐腐蝕、耐久性能好等特點。

3.4 鋼板粘貼

此法是用環氧基液粘結劑均勻涂抹在整個鋼板上，后將其壓貼于待修補的裂縫位置上的方法。

鋼板粘接的施工順序如下:

鋼板表面清理→用丙酮類清洗液擦洗修待補的混凝土表面和鋼板面→在鋼板和混凝土粘貼面上均勻地涂刷環氧類基液粘結劑→用丙酮擦洗修補部位的混凝土表面及鋼板面→在鋼板和混凝土粘貼面上均勻地涂刷環氧基液粘結劑→養生到所要求的時間→鋼板表面上再涂刷防銹養護涂料

3.5 養護

施工結束后，要對修補的部位做好日常的養護工作。并定期進行檢測，出現問題要及時發現、及時處理。以保證橋梁的各個指標都有很好的改善，最終達到修復效果。

4 結語

對于橋梁裂縫的維修加固，在實際的施工過程中，應結合橋梁病害特點和實際擁有的技術情況，來提出相應的施工方案，目的是使維修加固后的橋梁在強度、剛度、穩定性、安全性、耐久性等方面達到預期的加固目的，充分發揮橋梁的使用效能，最大限度的延長橋梁的使用壽命。