浅谈钢筋混凝土桥梁裂缝成因及处理措施
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摘要：在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至造成桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土桥梁开裂可以说是“常发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。现就混凝土桥梁裂缝的成因进行分析，并介绍了几种常见的维修方法。
Abstract: In the bridge construction and use, cracks and impact the quality of the project even bridge collapse reported frequent. Cracking of concrete bridge can be said that the "regular incidence, often plagued bridge engineering and technical personnel. To analyze the causes of concrete bridge cracks, and describes several common maintenance.
Keywords: reinforced concrete, bridges, cracks, handling measures
中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号：
1、前言
近年来，交通基础设施建设得到了迅猛发展。全国各地兴建了大量的钢筋混凝土桥梁。在桥梁的建造和运营过程中，有关因桥梁出现裂缝而影响桥梁正常运营和导致桥梁垮塌的报道时有发生。桥梁裂缝已经成为桥梁的常见病害之一。为了保证桥梁结构的安全性及耐久性，对桥梁的裂缝成因进行分析与控制显得尤为重要，它既有利于新建桥梁时有针对性的预防，又能通过对损伤状况的深入认识，为结构的病害防治提供依据，同时有利于施工时找到行之有效的措施，减少裂缝的产生。
2、裂缝成因与防治
钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂，主要有结构、材料、气候、荷载等因素、通常可归纳为以下几种：
2.1 结构设计、施工不当造成裂缝。在钢筋混凝土桥梁中，腹板与加劲肋的交界处，由于截面突变，造成应力突变，致使该处混凝土开裂。这种裂缝可采取缓冲应力突变的措施进行预防。此类裂纹一般正交于受拉钢筋，深度不大，从现有的状况来看，此类对承载力和耐久性影响较小。超静定结构的基础沉陷不均匀时，结构构件受到强迫变形而开裂，随着不均匀沉陷的发展，这种裂缝有时会对结构造成严重的危害，此类基础必须严格施工，减少不均匀沉降，减少裂缝的产生。混凝土在空气中硬化时，混凝土中的水分会逐渐蒸发，使水泥砼中的凝胶体逐渐干缩而引起变形，当这种变形受到约束时，就会产生干缩裂缝。这种裂缝的宽度有时很大，甚至会贯穿整个梁体。防止这种裂缝的措施是：改善水泥性能，合理减少水泥用量，降低水灰比，加强潮湿养护尤为重要。由于施工和使用原因，破坏了混凝土对钢筋的保护作用，从而引起钢筋的锈蚀。钢筋锈蚀后体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。防止此类裂缝的重要措施是：采用合适的保护层，尤其要注意混凝土的密实性和抗渗性。由于荷载作用引起的裂缝。此类裂缝通常与主拉力方向大致正交，正、斜截面裂缝一般为正常的受力裂缝。提高施工质量是预防此类裂缝的关键。
2.2气候的影响造成裂缝。混凝土在结硬的过程中发生收缩，温度变化时会热胀冷缩，当这两种变形受到约束后，在结构内部就会产生收缩应力和温度应力，这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。混凝土梁中较多见的是在收缩应力和温度应力共同作用下所产生的温度收缩裂缝。此类裂纹目前还没有很好的方法预防。
2.3材料影响造成裂缝。由于碱—骨料反应，产生一种碱—硅胶胶体，这种胶体从周围的介质中吸水膨胀，其体积可增大到三倍，从而使混凝土胀裂。这种反应对桥梁的破坏是严重的。且尚无很好的方法可以整治，因此这种危害的重点在于“防”。防止这种裂纹的措施是尽可能选择非活性骨料，控制水泥含碱量，掺用加气剂及其混合料等。
根据裂缝的成因情况，可将裂缝分为两种类型：一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响较小，可作一般处理或不处理；另一类裂缝明显影响了梁的承载能力，随着裂缝的扩展和延伸，钢筋达到屈服强度，受压区混凝土应变量增大，梁刚度大大降低，构件趋向破坏。此类裂缝必须及早采取加固补强，以满足结构安全需要。
对于裂缝的处理，首先要重视对裂缝的调查分析，确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝宽度、长度、是否贯通、是否达到弹性极限应力的位置、有无漏水、工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处入手，分析裂缝产生的本质原因，以采取切实可行的整治措施。
3.1经过调查分析，确认裂缝在不降低承载力的情况下，采取表面处理法、充填法、注入法等简易的处理方法：①表面修补法。该法一般用于处理宽度小于0.2mm的微细裂缝，提高梁体的耐久性。常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛，清水洗净干燥，将砼表面气孔由油灰状树脂填平，然后在其上铺设薄膜，如果单纯以防水为目的，也可采用涂刷沥青和防水涂料的方法。
②开槽充填法。当裂缝较宽达到0.15～0.3mm时，可沿裂缝凿一条外口宽20mm，深约7mm的“V”型槽；裂缝宽大于0.3mm时，沿裂纹凿一条外口宽20mm，底口宽6mm，深约15mm的梯形槽。使用树脂砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时，先将槽内碎片清除，涂一层厚约0.2mm的树脂涂料，再用树脂砂浆修补平整，待填充料充分硬化后，再用砂轮或抛光机将表面磨光。③压注浆液法。当裂缝宽度较小且较深时，可采用压注环氧树脂浆液的方法进行整治。首先在裂缝处间距20～40cm布置压浆嘴，将需要封闭的部位清理干净，然后封闭裂缝。用电动泵或手动泵注入修补液，此法在裂缝宽大于0.2mm时，效果较好。
3.2如果梁的裂缝情况影响了梁的承载能力，就应更慎重研讨，分析比较，采用经济高效的方法，达到加固目的，可采用的方法有：①增大截面。增大截面主要对主梁梁肋下翼缘的加宽和加高。在新增的混凝土截面中，应通过计算加设钢筋。在跨中某段加大截面，而保持靠近支座的梁端部分的截面不变。扩大的截面与原截面通过一斜面过渡，扩大截面内增设的主筋在过渡处与原结构中的主筋相焊。为固定新增主筋的位置，可沿跨度方向每隔一定距离凿露原主筋或全部半露原主筋，并通过锚固用箍筋或短钢筋将新加主筋与原主筋相连。施工通常采用悬挂模板浇注。对肋式主梁，若裂缝较多，损伤较为严重，也可以增加下翼板以及腹板的截面积，即用一个混凝土“套”来加固主梁。②增加主钢筋。对混凝土主梁抗弯钢筋不足、且桥下净空又受到限制而不允许过多增加主梁高低情况，可采用增加主梁纵向钢筋的方法进行加固。按这一方法加固时，首先凿开梁肋下缘混凝土保护层，露出原底层主钢筋，并将原箍筋切断拉直，然后将增加的主钢筋点焊在原钢筋的下缘，最后接长箍筋，恢复混凝土保护层。新的保护层材料可采用钢纤维混凝土、环氧树脂小石子混凝土或膨胀混凝土等。施工工艺采用涂抹法、压力灌浆法或喷涂法。
4、结语
在工程实践中，混凝土桥梁产生裂缝很常见，对易出现裂缝的部位，通过施工过程的严格控制，尽可能地避免开裂或减少裂缝的数量，减少裂缝的长度和宽度，通过对裂缝的妥善处理，使裂缝不至于对结构产生危害，保证结构的正常使用。
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