混凝土橋梁裂縫成因及治理措施分析

劉雨柔 黃晨妮 羅幸

摘 要：混凝土橋梁作為當今社會主要的交通運輸設施，在交通運輸發展中起到了極為重要的促進作用。而以裂縫為代表的混凝土橋梁病害的發生，不僅危害了橋梁本身的結構，更增加了橋梁本身的安全隱患。通過對混凝土橋梁裂縫成因的分析，能夠進一步明晰造成裂縫的直接亦或是間接誘因，并有針對性的找到混凝土橋梁裂縫治理措施，以此來為后期混凝土橋梁的養護工作提出更多可靠的意見和建議，以此來確保橋梁質量，延長橋梁的使用壽命。

關鍵詞：混凝土;橋梁;裂縫;成因;治理

基金項目：廣西高校大學生創新創業計劃項目（項目編號：201913645068）。

隨著我國城市化進程的不斷加劇，橋梁作為城市基礎性的交通設施，其建設質量、建設水平、建設速度等都成為對一個國家交通運輸體系進行評判的一個重要指標。而混凝土憑借自身抗壓性強、價格低廉、取材廣泛、可塑性強、耐火性好等優勢特點，使其成為當今世界用途最為廣泛的建筑材料之一，同時也是我國橋梁建筑施工的主要材料。然而同時也由于混凝土材料本身在抗位能力、抗拉強度、結構效率等方面的缺陷，也使得裂縫成為混凝土橋梁建造不可回避的一項主要問題。尤其是在外界因素的作用下，裂縫不斷擴展，最終導致橋梁混凝土碳化、鋼筋腐蝕、保護層剝落等一系列更為嚴重問題的發生，嚴重危害了橋梁的正常使用。為有效降低裂縫危害，保障橋梁交通運輸安全，需要通過對混凝土裂縫成因的分析，來制定有效的防護治理措施，以此來起到防患于未然的目的。

1 混凝土橋梁裂縫成因

引起混凝土橋梁裂縫的成因是多方面的，包含了前期建筑施工，周圍氣候、環境、溫度變化，橋梁本身鋼筋銹蝕、荷載等各類因素。一些時候各類因素還會在相互作用下加劇混凝土橋梁的裂縫問題，危害橋梁的使用安全。下面我們就不對其各類因素進行一一贅述，近年來混凝土橋梁裂縫情況的綜合調查，只選取其中兩個主要方面進行詳細介紹。

1.1 荷載引起的裂縫

荷載引起的裂縫是橋梁在動荷載、常規靜荷載、次應力下所產生的裂縫情況，包括了次應力以及直接應力裂縫兩種。其中次應力裂縫較為常見，主要是在設計結構與實際工作狀態不符，以及橋梁增設牛腿、開洞、鑿槽等情況下，使得橋梁鋼筋受力難以被準確的計算出來，導致橋梁某些部位結構在次應力的作用下出現開裂、變形，由此造成了裂縫問題;直接應力裂縫，則是前期施工設計階段對相關結構數據錯算、漏算的結果，同時也受到了施工過程中不按規定施工、不加限制堆放大型施工材料的影響，導致橋梁實際荷載情況超出其最大承載力，從而引發裂縫問題的產生。

1.2 施工過程中人為因素導致的裂縫

施工過程包含了橋梁混凝土材料的選材、施工工藝等各個方面，在很大程度上受到了人為操作的影響。一方面，建造橋梁所需的混凝土材料主要由水泥、骨料、水、砂石以及外加劑依據一定的比例混合配置而成。無論是水泥含鈣量、強度、含堿量情況，砂石等配料的粒徑、雜質含量、級配情況，還是攪拌過程中水、外加劑的添加配比等情況，都容易出現因混凝土質量不合格而導致的裂縫。另一方面，橋梁在進行混凝土構件制作、結構澆筑、起模、拼裝、堆放、吊裝等過程中，因不當操作，也會導致橋梁本身出現橫向、斜向、縱向等情況的裂縫。常見典型問題有：混凝土振搗不均勻出現空洞、麻面，誘發鋼筋銹蝕、荷載裂縫;澆筑過快使得混凝土在硬化前后都難以達到理想的沉實，使得混凝土在澆筑后數小時之內迅速發生塑性收縮裂縫;攪拌時間過長，使得混凝土中大部分水分蒸發，導致混凝土因水分不足而難以達到理想粘合度，出現收縮性裂縫。

2 混凝土橋梁裂縫治理措施

2.1 施工材料措施

基于上文分析，我們看到混凝土材料是誘發橋梁裂縫產生的一個重要內部原因，材料的配比、選材、攪拌以及合理運用能夠在很大程度上保障橋梁建造質量安全，降低裂縫發生率。具體來講，在材料措施方面我們需要做到如下幾點：一是，恰當選擇摻合料、膠凝材料，通過降低混凝土水化熱總量及其反應速度，達到增強混凝土材料抗收縮性的目的;選用以煤粉灰為代表的活性材料，以此來減小混凝土材料泌水作用、改善細骨料級配。同時在降低水化熱量的同時，使混凝土前期水化反應速率得到最大程度的延緩。二是，合理選用外加劑，使混凝土的收縮功效、控制水化反應速度、工作性能等得改善。在此，可以在配料中加入一定量的膨脹劑，借助膨脹劑水化反應所產生的細微結晶體來對混凝土攪拌過程中的毛細孔進行填堵，以此來增加混凝土強度，使其具備較高的抗裂能力。三是，在混凝土材料的配置中加入聚丙烯腈纖維、可應用鋼纖維，使混凝土在纖維絲狀結構的作用下，具備較強的內部約束力，從而促進混凝土材料的抗拉強度。

2.2 施工技術措施

施工技術是確保混凝土橋梁建筑質量的一個重要因素，其技術的達標與否直接關系到后期裂縫的發生率。一方面，我們需要做好橋梁施工線性控制、應力控制工作，結合工程施工整體情況科學構建橋梁工程施工模型，并對其中可能存在和發生的各類影響因素以及變化情況作出科學預判和評估，使混凝土橋梁的整體荷載控制以及混凝土性質控制、溫度控制都處于可掌控范圍內。確保工程施工技術人員能夠在對橋梁各項施工應力變化情況作出深入分析的基礎上制定出最優的施工計劃，由此來降低裂縫的發生率。另一方面，需要做好混凝土橋梁的施工養護工作，在精細化施工的前提下確保工程質量。如，注重溫度的控制，在炎熱的夏季混凝土澆筑溫度應≤32℃，如若超過這一溫度需要通過遮陰、圍蓋、埋水箱以及在攪拌材料中加碎冰等方面進行降溫處理;在混凝土澆筑完成后需要在其表面收漿后立即對表面進行灑水、蓄水、覆蓋濕麻袋處理。以此來通過恰當的養護手段來達到保障混凝土內部反應，降低裂縫發生率的目的。

2.3 修補治理措施

具體來講針對混凝土橋梁裂縫的后期修補治理措施主要包括以下幾種方面：一是，表面黏貼修補，主要包括鋼板粘貼技術、玻璃布粘貼技術兩種，用于對較淺裂縫的修補。通過對裂縫位置實施打磨、鑿毛處理，確保修補位置的平整度，之后將玻璃布平整放置到需修補面，并用刷子進行固定。在進行鋼板黏貼時，則先需要對裂縫進行測量，裁剪出合適的鋼板，在涂抹環氧粘合劑的同時將其固定在露出的鋼筋處，后期還需要在修補位置涂抹專用養護材料。二是，壓力灌漿技術，主要用于對較深裂縫的修補。通過對裂縫位置深度、大小的檢查，對裂縫進行鉆孔加壓，并將提前準備好的灌漿材料直接灌入裂縫位置，對裂縫進行堵漏處理，直至裂縫被灌漿徹底封閉為止。此種方式收效較好，能夠在提高橋梁抗滲性、結構強度的同時，促進橋梁使用壽命的延長。

3 小結

混凝土橋梁裂縫問題的成因是極為復雜的，不僅僅涉及混凝土材料本身的缺陷，同時也受到了外部人為、物力、化學等因素的共同影響。裂縫的完全杜絕是難以實現的，因此在實際的工程驗收標準中允許一定程度裂縫的存在。我們需要做的就是通過對裂縫成因的分析，對橋梁施工各個流程進行查漏補缺，有針對性的做好治理工作，降低裂縫的發生率，縮小裂縫的擴展程度，以此來最大程度確保橋梁的安全性，延長橋梁使用壽命。

參考文獻

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