桥梁结构裂缝及加固技术分析

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【摘要】缝是桥梁工程施工中的常见病害之一，桥梁裂缝不仅影响了桥梁结构的稳定性和耐久性，还使得桥梁结构在使用过程中，存在着一定的安全隐患，严重影响桥梁质量。在维护和管理中应根据桥梁裂缝的不同原因和裂缝的不同情况，结合实际地质条件采用相应的维修与加固技术进行桥梁结构裂缝的维修及加固工作，对提升桥梁使用效率具有重要作用。

【关键词】桥梁结构裂缝加固技术

中图分类号：K928文献标识码： A

引 言

国民经济的迅猛发展带动了道路交通的极大需求。作为道路交通中的桥梁，由于设计、施工及其它各种原因，直接影响和损害了这些桥梁的安全性、实用性和耐久性，从而严重影响着整条线路的畅通，也制约了国民经济的发展。随着公共交通量和车辆载重的增加及桥梁工程施工管理不当、施工材料质量低下等原因，桥梁病害尤其是桥梁裂缝现象越来越多地出现；而且，桥梁建设使用钢筋混凝土结构也容易出现裂缝现象。根据桥梁建设及养护实际经验对桥梁结构裂缝的维修与加固技术进行深入探讨和分析对提升桥梁使用效率具有重大意义。

一、桥梁结构常规裂缝机理分析

桥梁结构常规裂缝机理的产生相当复杂，单因素裂缝是很少的。但是，一般说来，裂缝主要是由一种或几种因素引起的，其它因素只是起了裂缝继续发展或加剧劣化的作用。因此，在分析裂缝产生的原因时，可以将裂缝形式与单因素或主要的两、三种因素一一对应起来，这种分析方法是最简单、最直接，也是很有效的方法。

1．混凝土结构裂缝的认识

混凝土是当今桥梁结构中使用最广泛、应用量最大的一种材料。因为它可以配制成不同强度、不同性能和不同形状的各种混凝土结构物，并有效好的耐久性， 除非受到侵蚀性环境的化学腐蚀或者遭到物理破坏， 混凝土几乎具有无限的生命潜力。但大多混凝土都是带裂缝工作的，有的裂缝并不影响混凝土的使用，但涉及结构强度裂缝的存在和发展，将使相应部位构件的承载力受到一定程度的削弱，同时裂缝还会引起保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等，甚至危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。

2．混凝土结构裂缝的处理原则

工程实践经验和理论分析说明，混凝土结构的裂缝是不可避免的，只是有些裂缝是无害的或可控制的。如果对建筑物的抗裂要求过严，必将付出太大的经济代价，甚至无法实现。科学的要求应是将裂缝的有害程度控制在允许范围之内。笔者认为我国的设计规范规定的应灵活一些，对荷载产生的裂缝规定宽度限制，设计方法可由设计人员选取。

3．混凝土结构的微观裂缝与宏观裂缝

微观裂缝的特点是细而短，肉眼不可见。一部分微裂缝存在于砂浆中；一部分存在于骨料与砂浆的界面上。这种裂缝一般产生于混凝土硬化时，由于内应力或应力流的转向而致，它可用混凝土的构造理论加以解释。

二、桥梁结构裂缝问题产生的原因

1.桥梁自身应力产生的裂缝。

桥梁自身的应力产生裂缝的种类分为桥梁收缩引起的裂缝和温度差异引起的裂缝两大类，下面将对其具体分析。

（1）桥梁收缩引起的裂缝问题。桥梁的收缩实际上是因为砼在进行凝固的时候内外的收缩不均匀，导致表面上的砼所受到的拉力远远超过了抗拉的强度，从而出现了桥梁的裂缝。桥梁在施工的过程中，混凝土筑后4小时左右时，水泥水化的反应异常激烈和活跃，此时也是分子链逐渐产生和形成的关键时期。分子链形成的时候会出现泌水，这就说明混凝土并没有完全硬化，这就导致塑性收缩的产生。另外，混凝土硬化以后，混凝土表面的泌水会逐渐蒸发，温度也会下降这时候混凝土的体积会减小，所以会出现缩水干缩的情况。

（2）温度差异引起的裂缝问题。温度差异引起的裂缝实际是砼在水泥的凝固过程中放热、太阳光的强烈照射、电弧进行焊接时引起的温度变化，在这些温度的变化下，能够引起收缩和膨胀的情况发生，导致温度应力超过砼所能承受的强度，从而出现桥梁裂缝。每年的温度均存在很大的差异，但是温度的变化一般来说比较缓慢，对桥梁的主要影响是导致其纵向出现位移。桥梁的面板和主要支柱、桥身侧面受到太阳的直射后，局部温度要比其他地方的温度高得多。这样就导致桥梁自身受到约束，桥梁被晒的局部拉应力相对较大，这样就出现了裂缝。

2.桥梁荷载作用下产生的裂缝。

荷载裂缝一般是指混凝土桥梁在常规的动静状态荷载以及桥梁的次应力下产生的裂缝。荷载裂缝主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝，直接应力裂缝就是指桥梁在物体的直接荷载下引起的外部应力产生的裂缝。这种裂缝主要是桥梁表面的荷载超过了它所能承受的应力。次应力裂缝是指桥梁在外部荷载的基础上所引发的次生应力所产生的裂缝。

三、桥梁结构裂缝加固处理技术

常用的裂缝维修处理方法有：表面涂抹水泥砂浆法、表面粘贴法、表面凿槽嵌补法、表面涂抹环氧胶泥法、开槽填补法和压力注浆法等。

1.表面涂抹修补技术

桥梁结构的表面涂抹修补法主要技术有填缝、抹灰、凿槽嵌补、表面粘贴和表面喷浆。

对于砖石砌体的桥梁结构多采用填缝技术进行裂缝修补 首先．将缝隙及中间的杂物清理．然后根据裂缝不同宽度选用刮刀、勾缝刀等工具进行实际操作．使用1：3的水泥砂浆或1：2．5的灰浆进行填缝修补作业。

表面抹灰常采用水泥砂浆或环氧砂浆进行涂抹 采用水泥砂浆涂抹法应首先将裂缝处的表面凿毛并保持平整．对糙面进行洗刷并不留水珠．涂抹1：1．5的水泥砂浆．注意涂抹的厚度保持在1～2cm之间．收水后使用铁抹将涂抹面抹光、压实。涂抹后注意涂抹面的洒水养护．注意防冻和防止阳光直射。

2.裂缝表面粘贴修补技术

桥梁结构裂缝的表面粘贴修补技术主要有玻璃布粘贴技术和钢板粘贴技术：

（1）玻璃布粘贴技术首先将裂缝土面凿毛并进行冲刷．保持土面的平整．将事先准备好的环氧基液均匀涂抹在粘贴面上．再将玻璃布拉直后置于粘贴面上后抹平．用刷子将玻璃布刷牢；

（2）钢板粘贴技术依照裂缝所需尺寸将钢板切断并进行打磨至露出钢肌．对修补的裂缝表面进行修凿后在表面涂抹环氧基液粘结剂．以方木等工具将钢板压贴于粘贴面上．对粘贴面进行合理的养护后拆除方木等支架材料．最后在钢板表面涂抹养护材料

3.压力灌浆技术

根据裂缝实际状况确定修补的范围及钻孔位置和浆液用量 骑缝浅孔是顺着裂缝进行钻孔．其他钻孔不得顺裂缝进行。钻孔时裂缝面与钻孑L轴线的交角应大于30度。钻孔完成后用水从上向下对孔进行冲洗．之后用压缩空气将钻孔吹干。将准备好的浆液灌人到砌体或混凝土中，最后进行灌浆作业。对于工程量大的修补工作，可采用灌浆机和灌浆泵辅助进行灌浆修补工作。

4.注浆法

该方法系在裂缝中注入树脂或水泥类材料， 以提高其防水性及耐久性。注浆法的主要注浆材料是环氧树脂，以往均采用手动或脚踏式输液泵注入浆液；但存在无法控制注入量。对于不贯通的裂缝难于将浆液注入到内部，注入压力太大有可能使裂缝宽度扩大等问题。所以，现在多采用低压低速注入法。此法具有易于控制注入量且可注入到裂缝深部的优点。当灌浆材料采用环氧树脂时，应该注意到，由于环氧树脂的粘度不同，有时浆液无法充分注入裂缝，但增加溶剂量又会降低粘性而达不到预期的目的；对于延伸性裂缝，环氧树脂的变形跟踪性较差(环氧树脂的变形量约为2％)，所以，对这类裂缝，应该使用可挠性环氧树脂。另外，环氧树脂与钢抓钉并用可使得裂缝部位加固后更具有整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。

5.充填法

这是一种适合于修补较宽裂缝(0.5mm 以上)的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂混凝土、沥青及各种化学补强剂等。对钢筋混凝土结构而言．这种修补方法视钢筋是否锈蚀而异。当钢筋未锈蚀时，沿裂缝处以大约l0mm 左右的宽度将混凝土凿成U 型或V 型， 在开槽处充填密封材料以修补裂缝；当钢筋已经锈蚀时，将混凝土凿除到能够充分处置已经生锈的钢筋部分．先对钢筋除锈，然后在钢筋上涂抹防锈底涂料，再充填密封材料。

结束语

桥梁结构裂缝的处理需要较高的技术水平和综合实力,不仅要能够及时发现桥梁建设中存在的裂缝并且能够根据桥梁裂缝的实际情况对裂缝进行修补和加固处理,与此同时也要制定桥梁裂缝预防方案,对于突发事件能够进行紧急处理,最大程度的降低裂缝对桥梁造成的影响以及对人们身造成的伤害,保证桥梁建设的安全可靠。

参考文献

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