淺析混凝土橋梁裂縫成因及處理方法

(重慶交通大學建筑與土木工程研究生院　重慶　40004)

一、引言

影響橋梁安全與穩定的因素多種多樣，而裂縫，作為混凝土橋梁最典型的病害之一，一直都是一個不容忽視也是必須處理好的問題。我們可以通過一些預防措施，盡可能的減少橋梁裂縫的出現，而在裂縫產生后采取適當的處理方法，也可以盡可能將裂縫所帶來的危害降到最低[1]。只有當我們深入了解后才能對裂縫進行正確有效的修補，減少其對橋梁結構受力的影響，從而保證橋梁的安全與穩定。

二、混凝土橋梁裂縫類型及成因

(一)裂縫類型。按橋梁結構承載力劃分為結構性和非結構性裂縫。結構性裂縫是由于外界給橋梁結構的荷載力過大，超過與了橋梁自身的最大承受范圍，又或者是橋梁本身的結構承載力不足而引起的[2]。由于種種外界因素而導致橋梁變形從而產生的裂縫叫非結構性裂縫。這種裂縫對橋梁的耐久性和結構美觀會造成一定的影響，對橋梁的承載力影響較小[3]。

(二)荷載作用過大。經過研究和分析，橋梁自身所受到的荷載過大的原因主要在以下幾個方面：一是橋梁結構設計階段。有關設計人員在進行橋梁結構設計時存在錯誤。比如說所計算的結構荷載與實際有較大的偏差等這些可控制的人為因素都有可能導致結構自身所承受的荷載過大。二是在橋梁的長時間施工期間。一旦有不合規范的施工操作又或者是施工器械任意擺放等問題，使橋梁結構承受了其余的多的荷載，會對橋梁結構受力造成一定的危害。三是在橋梁使用階段。目前我國現役的大多數橋梁，都處于超負荷狀態，實際承受的荷載與規定的荷載嚴重不相符，這樣是很容易出現裂縫的。

(三)溫度變化。在橋梁正常工作時，當外界與內界溫度變化較大時，橋梁會發生熱脹冷縮，混凝土產生不同程度的變形，導致橋梁內部出現結構性拉力變化，從而使混凝土產生裂縫。

(四)鋼筋銹蝕。施工材料質量不合格、施工操作不規范等都會導致設置的保護層厚度不足，又加上混凝土橋梁在服務期間，會受到環境等諸多因素的影響，極易發生鋼筋銹蝕，其銹蝕的銅氧化物體積與原來相比會增長約2～4倍，鋼筋體積增大會導致保護層破裂。而保護層破裂以后，又加上環境的侵蝕，鋼筋就會裸露在外，從而降低其性能，對橋梁的結構受力有著直接影響。

(五)地基變形下沉。橋梁地基在設計，施工以及建成后投入使用的過程中，如果出現地質地形條件惡劣，施工工藝不規范等問題，都會有很大的可能導致橋梁地基發生不均與沉降或者向產生水平方向位移，從而使橋梁內部的應力超過了自身的承受能力，從而產生裂縫。

三、混凝土裂縫的分級

(一)美國標準。美國《公路橋梁狀況評估和承載力評估指導手冊》(AASHTO)[4]是根據裂縫寬度對混凝土橋梁上部構件進行評級的。

表1美國橋梁評估規范裂縫的分級標準[4]

(二)中國標準。我國《城市橋梁養護技術規范》(CJJ 99—2003)[5]、《公路養護技術規范》(JTG H10—2009)[6]對橋梁裂縫的分級有明確的要求。

表2城市橋梁養護技術規范的裂縫寬度限值[5]

表3　公路養護技術規范的裂縫寬度限值[6]

美國規范手冊中僅僅是對裂縫寬度作了定性的描述，在實際橋梁檢測和評估中存在很大的主觀性。而中國規范中根據結構等級不同，對不同位置的裂縫寬度作了定量規定，便于現場檢測以及及時的對裂縫病害進行評估，也有利于確定更加合理有效的處理措施。

四、混凝土裂縫處理措施

裂縫分為有害裂縫和無害裂縫兩類。相關人員應根據裂縫產生的原因采取針對性措施。下面就介紹了三種修補裂縫的方法；

一是表層封閉式修補法。一般適用于危害較小的裂縫。表層修補法一般是在裂縫表層涂抹相應的保護層，最常見的是樹脂保護層，起到防水防生銹的作用。

二是鋼板加固法。此種方法多用于修補結構性裂縫。其步驟是：先在裂縫表面以及周邊涂抹約2cm厚的環氧樹脂，然后相應的在鋼板粘貼面涂抹同厚度的樹脂，最后將鋼板壓實緊貼在混凝土表面，將二者間的空氣排盡，使二者更加緊密貼合，共同受力。

三是槽口填充法。縫寬較大的裂縫修補多采用這種方法。其方法是在裂縫處鑿出一條適當深淺的U性或V性凹槽。然后將水泥砂漿，環氧砂漿，聚氧乙烯膠泥和瀝青油涂抹在凹槽中，這樣材料就具有很強的密實度，能夠很好的滲入裂縫中并緊密的貼合。起到很好的防水防潮作用。

五、結語

對于混凝土橋梁裂縫，相關的建設參與人員應盡量的減少人為因素，比如從提高橋梁設計的科學性、提高施工流程的規范性以及提高施工質量等方面著手，加強管理和規范；再者就是盡可能的避免或者減少由于自然因素對橋梁所造成的危害。