橋梁裂縫成因與維修加固方法分析

王小勇 張黎 黃鑫 鐘治剛

摘要：為實現交通運輸業的健康穩定發展，橋梁工程的安全穩定是重中之重。因此，必須高度重視橋梁裂縫的成因和治理，為橋梁工程的安全穩定提供基礎保障，在橋梁工程穩定發展的基礎上，科學延長橋梁工程的安全運用壽命。因此，本文分析橋梁裂縫產生的原因及相應的養護加固方法，以提高橋梁工程的整體質量和使用壽命，提高橋梁工程的綜合優勢，為橋梁工程的穩定發展提供良好的基礎條件。

關鍵詞：橋梁;混凝土裂縫;成因分析;維修方法

橋梁工程經過一定時期后往往會出現相應的質量問題，為了更好地滿足車輛通行需求，有系統、計劃的養護加固工作是十分必要的。這是保證橋梁運營期后有效運行的必然要求，有利于及時修復現有缺陷，提高橋梁工程質量，更有效地滿足車輛通行需求。此外，橋梁工程的維護和加固具有重大的歷史意義。首先，可以保證橋梁工程的施工質量，提高橋梁的承載能力，在一定程度上促進交通發展。其實，橋梁施工修補加固的本質是橋梁的二次施工，而這種施工非常重要，不僅可以改善一次施工存在的不足和問題，還可以為橋梁的使用打下堅實基礎。其次，其可以降低橋梁建設成本，雖然橋梁的維修和加固需要一定的成本，但與新建橋梁相比，維修和加固的成本非常低。此外，新建橋梁浪費現有橋梁工程，造成不必要的損失。因此，根據橋梁工程的實際運營情況，需要對現有缺陷及時采取加固修復措施。在本文中，將討論橋梁工程中的常見病害，并分析當前橋梁維修加固方法以及橋梁維修加固措施，為橋梁有效發展提供參考。

1、橋梁裂縫產生的原因

1.1 荷載因素引起的橋梁裂縫

混凝土橋梁在設計之初就具有一定的承載能力，在實際使用中，如果橋梁的整體承載能力超過了最大支撐范圍，則開裂的概率非常高。這種裂縫的自由放任可能會帶來災難性的后果。造成荷載開裂的原因主要有：一是橋梁設計初期計算模型不夠合理，內力和配筋計算錯誤，橋梁設計斷面過小，導致結構安全系數不足，結構剛度弱。二是在施工過程中，施工人員沒有嚴格按照設計圖紙及相關規范進行，甚至擅自改變結構的施工順序和橋梁結構的受力方式。疲勞強度沒有校核，三是在橋梁使用過程中設計荷載超過設計荷載。車輛碰撞、大型車輛過橋、爆炸、地震、暴風雪等都會導致橋梁裂縫。

1.2 施工規劃和材料選擇不當造成的裂縫

施工方案選擇不當，不適當因素的影響甚至可能導致橋梁出現裂縫。在施工中，張拉螺栓是橋梁下部結構工作時比較常用的固定模板的方法，螺栓下表面常形成具有穿透性的毛細孔。橋梁在水壓下出現滲漏現象，這種現象的出現在一定程度上為橋梁凍裂創造了條件。另外，作為主要成分的水泥、混凝土、外加劑、骨料等，如果在比例期內出現比例誤差，就會導致橋梁施工結構質量不合格，產生裂縫。

1.3 施工過程中因質量問題造成的裂縫

施工技術的不合理操作也會影響施工質量，在運營過程中會造成橋梁出現縫隙，增加橋梁運營風險。通常情況下，在橋梁混凝土的運輸、澆筑、裝配和吊裝作業中，橋梁本身的結構往往會出現橫向、縱向、垂直和表面等多個角度的裂縫。相對而言，橋梁結構呈細長結構，位置薄壁特征，裂縫發生頻率高。另外，如果施工時攪拌效果不平衡，或攪拌時間過長，會出現接縫處理不合格、脫模過早、支架下陷等問題，則橋梁后期會出現裂縫。

1.4 溫度變化引起的橋梁裂縫

在大多數橋梁中，如橋梁中可見的裂縫，往往與橋體本身的約束應力和內應力有關，但即使內應力或約束應力發生變化，也都受到很大的影響。溫度變化的影響。通過對混凝土性能的深入研究，可以看出它具有熱脹冷縮的特性，當橋梁內部的混凝土結構受溫度變化影響或外部受溫度變化影響時自然環境下，混凝土變形變形受到橋體的約束，但橋梁結構會產生相應的應力，如果應力參數高于混凝土抗拉強度參數，橋梁就會開裂。

2、橋梁裂縫修復技術

2.1 槽填充技術

使用填槽技術修補工作橋梁裂縫時，需要在橋梁裂縫位置拖出一條深槽，槽的形狀應根據修補裂縫所用材料的形狀來確定。現階段，缺口填充技術在適用性上更適用于處理較寬的裂縫，主要采用U型或V型小鼠進行缺口開挖。之后采用水泥漿充填，充填以層狀積壓為主，使材料更致密，同時提高水泥漿的裂縫穿透率，為橋梁裂縫處理提供保護。此外，缺口填充技術的應用還可以起到減緩橋梁表面裂紋惡化的作用。

2.2 鋼板填充方法

在橋梁裂縫處理中，鋼板填充技術一般是解決橋梁結構裂縫問題的比較實用的施工技術。應用鋼板填充技術時，先在橋體混凝土結構表面涂上2厘米厚的環氧樹脂，然后在同樣厚度的鋼板上涂上環氧樹脂，然后鋼板固定。將混凝土錨桿與鐵板壓在一起，使其緊密接觸，反復擠壓兩者，以釋放兩者之間的空氣，以提高貼合度。此外，鋼板填充技術的另一個應用是在混凝土和鋼筋增強構件中加入木塊等填充材料，在鋼板和混凝土增強構件之間留出環氧樹脂填充空間。裂縫中儲存的空氣全部排出，最終解決了工作橋梁的裂縫問題。

2.3 表面封閉法

（1） 表面涂層。一般情況下，沿混凝土表面的窄縫涂上一層樹脂保護膜。當裂紋寬度可能變化時，通常使用諸如可追蹤的焦油環氧樹脂之類的材料。此外，大面積保護膜可應用于高裂縫、高密度和高混凝土老化和砂漿分離的結構。 （2）鑿深槽嵌補。這種方法需要先沿著裂紋鉆一個深槽，槽的形狀由裂紋的位置和填充材料決定。切出深槽后，可在槽內嵌入環氧砂漿、瀝青、釘子水泥等各種粘合劑。 （3） 表面噴射混凝土。噴涂前需先將裂縫面鑿開，再噴一層致密高強水泥砂漿保護層，防止出現裂縫。根據裂縫的具體情況，可采用無筋噴射混凝土、網掛噴射混凝土結合鑿槽嵌補等修補方法。 （4）箍筋加固密封法。一種通過在裂縫中添加箍來密封鋼筋混凝土中出現的主要應力裂縫的方法。使用的箍通常由扁鋼或圓鋼焊接而成。如果箍箍可以是直箍或斜箍，則其方向必須垂直于裂紋方向。此外，即使在由于橋墩或樁基等下部結構的承載力不足而出現裂縫時，也可以應用這種方法。 （5） V型或U型缺口的填充和修復。這種方法通常在表面修復無法達到修復效果時使用。先沿裂縫切一個V形或U形槽口，然后用樹脂砂漿填充。

3、橋梁裂縫加固與養護

3.1 混凝土加固和維護研究

混凝土加固養護技術在處理既有橋梁裂縫時的應用價值非常高。具體可采用以下方法完成加固維護工作： （1） 對表面進行涂漆封閉加固和維護。該技術主要針對主筋附近垂直裂縫超過0.25毫米、補體縱向裂縫超過0.2毫米、墩帽裂縫超過0.3毫米的裂縫類型的處理。這期間可以先清理裂縫周圍的區域，打磨橋面的混凝土表面。之后進行烘烤預熱，可在其上涂上密封漆或更換滲透性更強的修補膠，以完成縫隙的維護和加固工作。此外，填充物可以由環氧樹脂制成。 （2）增加鋼筋加固和維護方法。該技術主要是針對橋面進行加固，以增加橋體的抗彎能力，應用該技術時，必須將鋼筋固定在橋梁主筋上。具體維護任務包括：? 剝去橋下混凝土保護層，露出主筋，拉直現有箍筋。 補充主筋所需的輔助抗拉鋼筋。? 恢復箍筋并焊接成型。 在橋梁表面澆筑混凝土保護層，可以選用膨脹水泥混凝土。

3.2 溫度控制加固養護研究

橋梁在運營中的裂縫加固和維護過程中，溫度控制非常重要，特別是如果橋梁在運營中出現裂縫，應進行以下溫度控制。 （1）為顯著降低開裂溫度，碎石應事先用冷水冷卻，待處理完成后進行后續混凝土施工。 （2）營運橋梁裂縫修補營運期為夏季時，應分析裂縫注入面的散熱特性，控制注入時的厚度參數。 （3）對于某些作業中橋梁結構破壞造成的裂縫，應先對裂縫內部進行冷卻，并做好出水管嵌入混凝土裂縫的工作，用以降溫。

3.3橋梁修復加固的有效措施

（1）拓寬加固措施;進行擴容加固處理時，可采用現場改造方案。橋梁維修加固活動是非常重要的活動，但不應干擾日常交通。進行維修加固活動時，不得阻礙交通。可采用現場改造方案，改造后的橋梁外觀會有所改善，但現場改造的需要會增加一定的成本。此外，在重建活動中經常進行放大處理，這種處理雖然具有一定的實用性，但如果外觀處理不當，則加固效果會減弱。 （2）主橋加固方案。主橋是橋梁的主體，在大多數情況下，橋梁的問題，尤其是人眼可見的裂縫，會直接出現在主校。考慮到這種情況，需要對具體問題進行詳細分析，一般情況下，根據存在的問題，只需要對主體學校進行部分維護加固，不需要整座橋的維修加固。 （3） 橋臺后座加固方案和橋臺后座加固方案的應用應拆除橋臺后座的中間跨度，使用鋼筋混凝土單向管預支鋼板。混凝土橋面是通過將預支撐板與鋼筋連接并連接兩面墻來安裝的。后座柱與鋼筋混凝土板之間必須保證一定的間隙，使橋梁的動荷載直接作用。在整個工作過程中對兩面墻進行加固，達到有效加固的目的。

結 語：

總而言之，裂縫對橋梁工程的利用影響很大，因此對于橋梁裂縫，需要準確識別裂縫產生的原因，并在此基礎上采取預防工作，通過最大限度地減少或避免橋梁裂縫來確保橋梁的安全及使用壽命。

參考文獻

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