混凝土橋梁裂縫成因及其控制探析

陶一海

摘要：混凝土橋梁裂縫是橋梁工程中較為常見的質量通病，它的產生和防治經常困擾著橋梁養護技術人員。為了加強對混凝土橋梁裂縫的認識，盡早避免和預防較大問題的發生。本文首先介紹混凝土橋梁裂縫的危害;接著從設計階段、施工階段、材料自身三個方面分析混凝土橋梁開裂原因，并提出了一系列控制和修補措施。

關鍵詞：混凝土橋梁;裂縫成因;控制

1 前言

近年來隨著社會經濟的不斷發展，我國交通運輸量逐年增加，這對橋梁的承載力帶來了嚴峻的考驗。隨著時間的推移，在外部自然環境以及使用環境的共同作用下，橋梁逐漸在某些薄弱位置會出現裂縫，如不了解其成因并做好預防和處置，則有可能發展為更嚴重病害，從而影響橋梁承載力及耐久性。因此研究橋梁裂縫的成因以及做好防控顯得尤為重要。

2 混凝土橋梁裂縫的危害

混凝土橋梁裂縫是橋梁最常見的病害之一，一般來說，混凝土橋梁裂縫的危害主要有以下幾個方面：1、影響橋梁承載力和結構安全。裂縫的產生可導致橋梁整體強度的下降，隨著裂縫的發展其承載力亦逐年下降，從而影響橋梁的結構安全 2、影響橋梁結構的防水性。混凝土裂縫會導致外來水汽進入混凝土內部，通過緩慢的化學反應破壞橋梁結構整體的防水性。3、影響橋梁結構的耐久性和使用壽命。混凝土超限裂縫會使縫隙處鋼筋暴露在空氣中，在雨水和化學物質的作用下產生銹漲，如不及時處理將使裂縫加寬加深，嚴重時將形成貫穿裂縫從而影響結構的耐久性和使用壽命。

3 混凝土橋梁裂縫成因

混凝土橋梁產生裂縫的原因有很多，其主要原因有下幾種：設計不合理，施工不當，材料原因以及其他不可控因素等。

3.1 設計不合理

在設計階段，未對橋梁未來交通荷載以及超載車輛進行充分調研而確定了結構設計荷載;未根據橋梁所在位置的地質、水文、氣候等條件選用合理的橋型;未充分掌握現場地質條件而設置樁基及基底埋深，后期有可能造成樁基不均勻沉降等等不利因素皆可造成橋梁結構的開裂。

3.2 施工不當

因橋梁建設大多為大體積混凝土施工，故在各階段包括支模、澆筑、拆模、養護、運輸、吊裝、堆放、拼裝等過程中，可能因施工順序顛倒、施工工藝不合理、施工質量低劣、野蠻施工等管理或人為因素可導致裂縫的過早產生。

3.3 材料原因

材料自身質量不高或選用不當也會造成裂縫的產生，如使用不符合規定標準的水泥會造成結構早期開裂;使用水化熱較大的水泥，硅酸鹽水泥在水化作用時會放出大量熱量，如散熱處理不當極易產生收縮裂紋;未控制好骨料級配、水灰比、含泥量，當骨料級配差、水灰比高、含泥量大時則會降低骨料間的粘結力從而使混凝土極易開裂;外加劑品種、質量、摻量不符合要求也會對裂縫產生帶來不利影響。

4 混凝土結構裂縫控制措施

對于橋梁檢查中發現的裂縫應進行具體分析，根據現場實際情況找出其產生原因，從而對其進行有針對性的處置。下面從管理、維修、加固三方面來闡述對橋梁裂縫的控制措施。

4.1 首先從管理上講，應嚴格控制超限車輛通行。因現時期很多過江橋梁通行車輛數目逐年增加，從而使橋梁裂縫維修日益困難，維修作業將直接影響過往車輛的通行效率以及行車安全。如若超載現象不加以控制則會使橋梁長期處以超負荷運作狀態，這樣會導致裂縫等病害提前出現，而在超載情況下裂縫病害一旦發生其發展將是異常迅速，這將對橋梁結構安全將帶來重大影響，故而控制超載的工作顯得尤為重要。

4.2 對于不影響結構承載力的表面裂縫及較淺裂縫，通常在裂縫清潔干凈后用環氧樹脂、瀝青、油漆等材料進行涂刷;為防止裂縫進一步發展可貼一層玻璃纖維布，待材料與結構粘貼緊密可靠即可。

4.3 對于裂縫較深及抗滲要求較高的混凝土結構應采用壓力灌漿法控制裂縫，壓力灌漿法因其技術成熟、穩定可靠、施工不受季節天氣限制以及施工工藝簡單易行現已得到廣泛推廣應用。其工藝流程如下：①準備。依據裂縫情況，進行漿液配量、埋嘴等工作，同時要保證漿液性能符合相關規范規定。②鉆孔。在裂縫交叉處鉆孔，對深孔還需在裂縫表面進行縫鉆孔，作為壓力灌漿的異向孔。③清孔及裂縫表面處理。對裂縫用高壓空氣將孔眼吹干凈，使其不被灰渣阻塞同時清理干凈裂縫周圍雜物。④粘貼壓漿嘴。用膠水將壓漿嘴底盤與孔眼對準粘貼在裂縫上。⑤裂縫表面封閉。在處理過的裂縫表面（除孔眼及壓漿嘴外）用環氧樹脂膠泥沿裂縫走向進行封閉，形成寬度6-8cm的封閉帶。⑥密封檢查。在封閉帶及密封嘴周圍涂上肥皂水，將壓縮氣體通過壓漿嘴，如發現有氣泡出現說明該部位漏氣，對漏氣部位再次封閉。⑦配置漿液。根據裂縫長度、寬度、部位以及現場施工溫度配置環氧樹脂壓漿液，即配即用，每次不超過1kg。⑧壓力灌漿。將配置好的環氧漿液倒入壓漿罐，待空壓機壓力達到0.15-0.2MPa時開始進行壓漿。壓漿順序為：頂板、底板的裂縫由左向右、由低到高，豎向裂縫由下向上。當另一端的壓漿嘴噴出的漿液與壓入的漿液濃度相同時停止壓漿，在保持壓力的情況下封堵壓漿嘴。⑨裂縫表面處理。待漿液固化后將壓漿嘴一一拆除，并將粘貼壓漿嘴處用環氧膠泥抹平即可。

4.4 當裂縫已達到影響結構承載力時可采用粘貼鋼板補強法進行加固。該方法主要是采用環氧樹脂為粘接劑，將鋼板粘貼在混凝土結構物受拉區域薄弱部位，使其與結構形成一體，用以代替需增設的補強鋼筋，通過鋼板與結構的共同作用提高強度，限制裂縫發展，改善鋼筋混凝土的應力狀態，修補裂縫的同時也起到了補強的效果。其優點主要有以下幾方面：①加固過程不破壞原有結構物。②加固工程幾乎不增加原有結構物尺寸。③結構膠硬化時間快，施工周期短，從而實現加固工程能在短期內完成。④加固工程簡單快捷，可不動用明火，這對防火要求較高的部位特別適用。

5 結語

總而言之，混凝土橋梁裂縫產生的原因是復雜的，很多裂縫完全可以通過設計，施工、材料以及后期的管理、養護加以控制和避免，對于已經出現的裂縫，應正確辨別其類型和產生原因，采取相應的修補或加固方法控制，從而保證橋梁結構安全，提高其耐久性。

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