橋梁工程混凝土裂縫原因及修復措施

高巍巍

摘 要：在橋梁的施工和使用過程中，混凝土出現裂縫的現象十分常見，不僅影響了橋梁的整體美觀性，還給橋梁的使用帶來了巨大的安全隱患。因此，為了有效避免和防止橋梁工程裂縫的產生，必須對橋梁工程裂縫產生的原因進行深入的分析，掌握混凝土的特點，從而研究出裂縫防治以及修復的有效措施，提高橋梁工程的施工質量。

關鍵詞：橋梁工程；混凝土；裂縫；原因；修復措施

1 混凝土特點

混凝土在橋梁工程中應用非常廣泛，為此，需要對混凝土的特性進行深入細致的了解。混凝土取材范圍廣，價格較為低廉，有很高的抗壓強度，能夠澆筑成各種不同的形狀，易于養護，花費的成本較低，因此，混凝土作為一種優秀的材料被廣泛應用于建筑結構中。然而，混凝土也存在一定的缺點，其抗拉能力較弱，因此，很容易產生裂縫。通過理論分析和工程實踐，證明混凝土結構件的裂縫是不可避免的，只是裂縫大小的區別，有些裂縫非常小，不會對混凝土的使用造成影響，也不會降低其安全性能。在外部荷載力的作用下，一些裂縫會逐漸擴大，進而導致更多的裂縫產生。裂縫數量的增多和蔓延，使混凝土的強度與耐久性受到影響，嚴重時還會引起坍塌等事故的發生。

2 橋梁工程產生裂縫的原因

2.1 荷載引起的裂縫

2.1.1 直接應力裂縫產生原因

在對橋梁進行設計時，設計員選擇了不合適的計算模型或者漏算荷載，導致橋梁的結構尺寸不合適；橋梁施工過程中，施工人員對預制結構受力情況不夠了解，施工設備沒有合理地安放或者沒有嚴格按照設計圖紙進行施工；橋梁投入使用后，通過橋梁的車輛超出設計載荷。此外，暴雨、地震、海嘯等惡劣的天氣環境，也會導致橋梁裂縫的產生。

2.1.2 次應力裂縫產生原因

常規公式計算的結果與橋梁結構物的實際工作狀態不一致，因此，在實際的外載荷的作用下，就會導致橋梁結構的開裂。此外，橋梁的某些特殊的結構，如開洞、設置牛腿等，因其結構比較復雜，對受力情況進行模擬計算時，會與實際受力情況不符，導致橋梁裂縫的產生。

2.2 水分收縮引起的裂縫

通常，混凝土裂縫產生的原因主要是水分蒸發，或者是沒有進行合理的保濕。大致可以分為塑性收縮、縮水收縮、自生收縮和炭化收縮這四種收縮方式。在進行混凝土的施工時，對混凝土進行澆筑后，大概四個小時左右，水泥水發生化學反應，其反應程度非常激烈，混凝土中的水分以非常快的速度蒸發，混凝土由失水收縮過渡到塑性收縮。接下來，混凝土逐漸硬結，而混凝土表層的水分則會漸漸蒸發，使得內部濕度下降，進而引起混凝土的體積也慢慢變小，這種收縮就被稱為縮水收縮。混凝土結硬過程中，水泥和水之間會有化學反應發生，也就是所謂的自生收縮，并且這種收縮不受外界濕度的影響。此外，空氣中的二氧化碳與水泥中的成分也會發生化學反應，即炭化收縮。炭化收縮一般只有濕度在50%的情況下才會發生。

2.3 地基引發的裂縫

橋梁工程在設計之初，都會進行實地考察，如果地質勘查不認真仔細，獲得資料的準確性就不能得到保證。地質特點也是必須要考慮的因素，否則，就會導致地基變形的發生，地基變形通常包括地基下沉或者水平方向位移，地基變形會導致橋梁結構產生附加應力，而混凝土結構的抗拉性能是有一定范圍的，一旦超出這個范圍，就會引起橋梁結構開裂。此外，凍土也會引起地基發生沉降或產生水平位移。橋梁在投入使用后，因其不斷地受到外部荷載的作用力，也會逐漸導致地基變形的發生。

2.4 溫度引發的裂縫

溫度變化因素有：年平均溫差引起的均勻溫差；日照引起的晝夜溫差；季節引起的溫差；蒸汽養護或施工時措施不當引起的溫差；不可抗拒力引起的溫差。溫差會導致混凝土的強度發生變化，導致鋼筋與混凝土之間的粘結力下降，影響到橋梁結構的穩定性。

2.5 施工工藝不當引發的裂縫

混凝土結構件的制作、運輸和安裝，都必須嚴格按照要求進行操作，否則很容易引發裂縫的生成。要根據橋梁工程特點，選擇合適的施工工藝，這樣才能保證混凝土結構件的質量，防止裂縫產生。導致的裂縫的原因主要是支架和模板的施工工藝不規范。對于支架的施工，要確保支架達到預期的壓實，其剛度也要符合建設條件的要求，否則，進行混凝土的澆筑后，支架在壓力下產生變形，引發下沉。對于模板的施工，則必須保證模板剛度符合要求，否則，進行混凝土的澆筑后，會導致模板變形。對于混凝土運輸的距離和時間也要加以控制，不過運輸不當，就會使混凝土蒸發的水分量超標，發混凝土坍落度偏低。此外，對混凝土進行澆筑施工時，要以合理的速度進行澆筑，如果速度太快，會引起混凝土在硬化之前沒能足夠的沉實，導致混凝土硬化后沉實過大。

3 裂縫修復措施

3.1 對裂縫進行溫度控制并進行溫度預測分析

未雨綢繆，在沒發生裂縫前就對裂縫進行溫度控制和預測分析。在科技進步，現代化飛速發展的今天，可以采取很多高科技的技術手段對裂縫加以預測和控制。計算機仿真技術的應用使得對混凝土所處的溫度場進行實時監控成為可能，充分考慮施工地的環境和氣候，制訂合理的溫度控制標準和養護方案，確保施工期的混凝土質量，防止裂縫的產生。

3.2 采用混凝土澆筑

混凝土澆筑是工程中修復裂縫時廣泛采用的一種方式，與其他方法不同的是，在進行澆筑前需要對澆筑過程中的分塊、分層順序、澆筑物體的流向以及需要澆筑的長度、寬度、厚度和時間進行嚴格而精密的計算。在對混凝土進行振搗時，要加強振搗的強度，防止漏振和過振的發生，并且必須嚴格控制混凝土的溫度。合理利用施工現場的各種資源，使混凝土能夠持續供應，確保施工安全順利進行。澆筑完成后，要做好水泥漿的清理工作。澆筑后的三四個小時內，首先要將混凝土表面刮平，使混凝土表面平整，接下來用鐵滾筒進行碾壓，增強混凝土的嚴實性。修復工作完成后，還要定期進行養護，把裂縫發生的可能性降到最低。

3.3 采用通水冷卻方案

修復混凝土裂縫時，需要進行分層澆筑，采用具有冷卻水管的薄壁鋼管，不僅可以避免管道漏水和阻塞現象的發生，還可以通過試水很快判定漏水和阻塞等問題是否存在。此外，通過對冷卻水的流量和溫度進行監測，可以有效地監控混凝土內部溫度。

3.4 壓力灌漿水泥灌注法

采用壓力灌漿水泥灌注法時，需要在灌漿前對于裂縫的數量和范圍進行細致的檢測，根據檢測結果確定鉆孔位置和灌漿用量。進行鉆孔操作時，要注意其科學性和合理性，孔深應穿過裂縫面一定的深度，深度的大小隨結構的不同而不同。接下來，進行清理操作，采用從上到下的順序，用水對鉆孔進行逐層清理，最后用空氣壓縮機吹干。需要注意的是，灌注時必須封閉裂縫和空隙，以免灌漿通過大的裂縫或空隙流到結構表面，導致灌漿溢出。

4 結束語

橋梁工程對我國國民經濟發展的作用不言而喻，其安全性也是人們最為關心的問題。須知千里之堤毀于蟻穴，即使一個小小的裂縫也不容忽視，如果得不到及時的修復，很可能造成很嚴重的后果。文章對裂縫成因及其防治方法進行了分析，相信隨著研究的深入，橋梁工程中裂縫問題的解決方式和預防方法會越來越多樣化，我國橋梁工程的安全性也將得到更好的保障。

參考文獻

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