初探钢筋砼桥梁裂缝的方法
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【摘要】本文对钢筋砼粱裂缝产生的原因进行了分析，并提出了治理措施。
由于砼的抗压强度高，但抗拉强度很低，在桥梁这样的大型建筑物中，砼中的裂缝是不可避免的。裂缝是钢筋砼桥梁的重大病害之一，我们必须认真分析其产生的原因，并从设计、施工入手，及时采取补救措施，减少对桥梁的损害。
1 裂缝的主要形式
1.1 受拉翼缘的裂缝
裂缝出现在受拉翼缘的侧面和底面，方向基本上垂直于受拉主筋，近跨中部裂缝分布较密。裂缝间距约为0.1～0.2m，宽度约为0.03-0.1mm。用变形钢筋配筋的构件，钢筋附近还出现了一些短的“次裂缝”。若为连续梁，在支座附近的裂缝由上而下发展。
1.2 斜裂缝
这类裂缝多发生在支点附近至1/4围内。在梁的腹板侧面上，裂缝延伸方向与梁轴的夹角大约为25°～26°，离支点越近夹角越大。斜裂缝通常有数条，间距约为0.5～1.0 m，缝宽一般在0.3mm以下。
1.3 腹板竖直裂缝
裂缝多处于梁的薄腹部位，方向垂直于梁的轴线，在梁的半高线附近裂缝宽度较大，一般在0.15～0.3mm左右，经荷载作用后，裂缝向上下端延伸，通常上至腹板顶，下至下翼缘梁肋处。
1.4 粱体表面的网裂
这种裂缝方向无一定规律，常象一片片断网，长度不大，宽度很小，一般在0.Ol～0.05mm左右。这种裂缝大量地分布在桥面板、梁腹表面及横隔板上。除此之处，在个别桥梁上，还发现了梁底面纵向裂缝和梁端裂缝。
2 裂缝产生的原因
2.1 荷载作用引起的裂缝。
桥梁承受外部荷载，在砼中引起拉应力，砼本身抗拉能力很低，极限拉应变很小，其值约为1.5×10－4，相应于此拉伸应变时的钢筋拉应力约为30MPa，当钢筋应力超过这个数值时，砼即出现裂缝。受拉翼缘裂缝主要是外荷载引起的变曲拉应力而产生的{在弯曲拉应力与剪应力共同作用下，在梁中形成主拉应力，当其值超过砼抗拉强度时，梁两端附近产生斜裂缝。
2.2 温度、收缩引起的裂缝
钢筋砼桥梁中，很多裂缝是由温度和收缩引起的。如果砼体积变化不受任何约束，则不会引起砼开裂，而钢筋砼梁中，砼体积的变化总是受到内部或外部的约束，引起拉应力导致砼开裂 另外，由于日照影响，构件内温度差也是使砼开裂的主要原因之一。
2.3 材料质量不好引起的裂缝
如果水泥质量不好、骨料含泥量过大，将在砼浇筑后产生不规则裂缝；当骨料是反应性的或风化骨料时，在砼硬化后往往出现以骨料为中心的裂缝。
2.4 施工引起的裂缝
砼搅拌时间过长，运输距离过长，将会使砼凝固速度加快，在整个结构上产生细裂缝；横板的不均匀下沉、脱模过早，也会使砼在浇筑后不久产生裂缝，裂缝宽度较大，而且往往出现在支点处；养生不好，砼受温度、湿度的影响，会在表面发生不定向的收缩裂缝。另外，梁内钢筋保护层过薄、砼中掺入过量氯化钙，会使钢筋锈蚀胀裂混凝，在主筋部位出现纵向裂缝。
2.5 设计原因导致的裂缝
设计时由于结构构造不合理，比如结构外形有剧烈的突变、钢筋的保护层未满足要求等都会引起裂缝。计算图式、计算假定与实际受力情况的差异也是裂缝产生的一个原因。另外，外界条件的变化如基础不均匀沉降、结构超载等都会使构件产生裂缝。
3 改善裂缝的措施
钢筋砼结构裂缝的形成和开展是一个比较复杂的问题，影响裂缝产生和发展的因素很多。为改善梁(板)的裂缝，应从设计、施工和材料等方面综合考虑。设计时梁内钢筋可采用小直径、分散布置，这样钢筋与砼间的粘结力较好，可使裂缝间距和宽度减小。螺纹钢筋的粘结力比光面钢筋大得多，采用螺纹钢筋是改善裂缝的有效措施。构造上应尽量避免结构外形有剧烈的突变，以减小应力的集中程度，适当地布置构造钢筋。当梁高超过lm时，为控制梁腹板收缩裂缝，在腹板两侧沿梁高应布置一定数量的纵向水平钢筋。
提高施工质量是改善裂缝的重要措施。应正确地选择砂石级配使其孔隙率达到最小。砼的密实度对裂缝的影响也很大，施工中应严格控制水灰比，保持骨料洁净，震捣密实。严格控制砼的配合比，不应为了提高砼的强度(或早期强度)而加大水泥用量，这样不仅造成材料的浪费，而且增加了砼的收缩量，更易产生收缩裂缝。为减少收缩裂缝，砼的养护工作极为重要。另外，施工时应正确控制保护层厚度。
钢筋砼桥所处的使用条件，如气候条件及温度变化、桥上线路是否平顺、汽车行驶的速度和密度以及支座的灵活性程度等，对梁体裂缝的发展和稳定都有影响。因此，在使用时应经常注意桥梁上桥面铺装的质量，定期对梁体裂缝检查与观测。根据裂缝的特征、结合设计、施工资料进行分析，查明裂缝性质、原因及其危害程度。如裂缝的宽度和数量超出容许限度。将会导致结构恶化，应采取措施及时补救。修补方法大体上分为修复、加固及更换三类。
3.1 修复
这种修补是以恢复结构物的防水性、耐久性及美观性为目的。通常采用砂浆、环氧树脂对裂缝作表面处理、充填和灌浆等方法进行修复。
3.1.1 表面处理法
这种方法是在砼表面沿宽度小(缝宽≤0.2mm)的裂缝涂抹砂浆或树脂保护膜。在裂缝宽度有可能变动时，可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。
3.1.2 填充施工法
在只用表面处理不能充分修补的场合，可采用填充法，在砼表面沿裂缝凿出V形或u型槽口，然后用树脂砂浆充填修补。
3.1.3 灌浆施工法
采用这种方法修补裂缝时，先将梁裂缝与外界封闭，仅留出进浆口及排气孔，然后将配制的低粘性环氧树脂通过压力泵压入缝隙内，并使其扩散、胶凝固化，以达封闭裂缝的目的。
此法一般用于裂缝多且深入梁体内部或梁内有空隙的修补场合。
3.2 加固
对严重的影响桥梁强度和刚度的裂缝，必须作结构补强加固处理。常用的加固方法有：
3.2.1 桥面补强层加固法；
3.2.2 增大梁肋尺寸和配筋加固法；
3.2.3 粘结钢板加固法；
3.2.4 增加纵梁加固法
3.2.5 改变结构体系加固法：
3.2.6 预应力加固法。
3.3 更换施工法
当梁已明显老化，修补无效时，可将旧梁部分或全部卸除，再部分或全部更换上荷载等级较高的新梁。
4 结束语
裂缝在钢筋砼梁桥中是不可避免的。由于多种因素影响，可能产生各种形式的裂缝，为了保证结构的使用性和耐久性，必须对裂缝进行控制，当裂缝严重影响到桥梁的强度和刚度时，必须采取措施及时补救。