鋼筋混凝土橋面鋪裝開裂原因及裂縫修補(bǔ)

周崇陽(yáng) 劉小勤

鋼筋混凝土橋面鋪裝開裂，實(shí)際上就是混凝土抗裂能力不足以抵抗外界對(duì)橋面鋪裝產(chǎn)生的拉應(yīng)力而開裂，故提高混凝土的抗裂性能是有效防止鋼筋混凝土橋面鋪裝開裂的有效措施，也是最根本的處理措施。

1 鋼筋混凝土橋面鋪裝開裂原因

總結(jié)起來，鋼筋混凝土橋面鋪裝開裂原因比較多，本次從設(shè)計(jì)、施工、使用三個(gè)階段中分析其開裂原因。

1.1設(shè)計(jì)中造成鋼筋混凝土橋面鋪裝開裂的原因

1)橋面鋪裝剛度不足。設(shè)計(jì)人員有時(shí)為了減輕橋梁恒載而試圖用增加鋼筋用量的方法來降低鋼筋混凝土橋鋪裝的厚度。實(shí)際上，鋼筋混凝土的厚度越大，則剛度越大，車輛局部集中荷載作用下所產(chǎn)生的橋面鋪裝局部拉應(yīng)力亦相應(yīng)減少，鋪裝層就越難發(fā)生拉伸破壞。

2 )配筋率不足。很多鋼筋混凝土橋面鋪裝在使用過程中會(huì)產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力。當(dāng)橋面鋪裝層受到過大的拉力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。故橋面鋪裝要求有一定的強(qiáng)度，并且滿足抗裂、抗沖擊、耐磨性等各項(xiàng)指標(biāo)要求。故橋面鋪裝層鋼筋不應(yīng)單純按構(gòu)造鋼筋配置，而應(yīng)更多地考慮按受力筋配置。必須具有足夠的含筋率。

3 )裂縫預(yù)防設(shè)計(jì)不足。對(duì)于一些設(shè)置橋面連續(xù)的橋面鋪裝，由于橋面連續(xù)部分鋼筋較多，強(qiáng)度相對(duì)橋跨段較強(qiáng)，在溫度或荷載作用下，裂縫往往發(fā)生在橋面連續(xù)預(yù)留槽混凝土邊。設(shè)計(jì)人員由于沒考慮到在該位置設(shè)置假縫，而橋面鋪裝往往容易在此處開裂，不但影響橋面鋪裝層的美觀性能，更影響了其使用性能。

1.2 施工中造成橋面鋪裝開裂的原因

1.2.1 橋面鋪裝層內(nèi)鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層厚度過大

在施工中由于沒有定位好鋼筋網(wǎng)，造成在澆筑橋面鋪裝混凝土?xí)r，鋼筋網(wǎng)沉底，造成鋼筋網(wǎng)的混凝土保護(hù)層厚度增加。在這種情況下，橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)起不到作用，造成鋼筋網(wǎng)以上部分混凝土在受拉情況下開裂。

1.2.2 材料及施工配合比設(shè)計(jì)不滿足規(guī)范要求

原材料質(zhì)量低劣、砂率過大、水灰比控制不好、砂石級(jí)配差、混凝土拌和物和易性差及施工時(shí)漏振、模板漏漿等造成混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面、強(qiáng)度降低等缺陷，這些缺陷破壞了鋪裝層的整體性，降低了鋪裝層抗裂、抗沖擊、抗彎曲及耐磨的能力。

1.3 使用過程中造成橋面鋪裝開裂的原因

1 )過早通車。由于建設(shè)單位為了盡早通車，在橋面鋪裝澆筑完成后，還未等橋面鋪裝混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求就開放交通。在這種情況下，橋面鋪裝往往由于車輛荷載的作用而變形，從而產(chǎn)生裂縫甚至碎裂現(xiàn)象。

2 )溫度影響。在溫度變化較大且混凝土強(qiáng)度不足的情況下，鋼筋混凝土橋面鋪裝由于未設(shè)置伸縮縫或伸縮縫伸縮量過小時(shí)，造成混凝土橋面鋪裝可伸縮的范圍較小，橋面鋪裝在局部產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力而開裂。

3 )橋梁上部結(jié)構(gòu)病害引起橋面鋪裝開裂。對(duì)于梁式橋梁，當(dāng)梁體間的橫向聯(lián)系不足時(shí)，梁體的變形過大而造成橋面鋪裝縱、橫向開裂。對(duì)于懸臂梁橋，由于懸臂梁根部負(fù)彎矩過大，造成其變形過大，甚至開裂，裂縫反射至橋面鋪裝層，形成橋面鋪裝層裂縫。

2 鋼筋混凝土橋面開裂預(yù)防措施

為防止或減少混凝土橋面鋪裝在使用中的開裂現(xiàn)象，應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工階段中就要求做好各項(xiàng)預(yù)防措施。

2.1 設(shè)計(jì)階段

1 )保證橋面鋪裝混凝土強(qiáng)度和剛度。在設(shè)計(jì)階段應(yīng)通過計(jì)算橋梁上部結(jié)構(gòu)的承載力來計(jì)算橋面鋪裝的厚度、配筋率以及混凝土的強(qiáng)度，以保證橋面鋪裝的剛度和強(qiáng)度滿足要求。

2 )采用鋼纖維混凝土橋面鋪裝。鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復(fù)合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成，能顯著地改善混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能，并且具有較好的延性。

3 )使用聚丙烯纖維網(wǎng)鋼筋混凝土。聚丙烯纖維網(wǎng)又稱網(wǎng)狀聚丙烯纖維，其纖維網(wǎng)是由聚丙烯合成的薄膜條帶，加入到混凝土原材料中，在攪拌機(jī)的攪拌下，受到水泥、砂石料的沖擊混合，成束的纖維會(huì)被撕裂成大量單獨(dú)的纖維網(wǎng)，以三維方式均勻地?zé)o序分布在混凝土中。摻入聚丙烯纖維網(wǎng)可以使得混凝土的耐磨性及抗?jié)B性能提高。

2.2 施工階段

1 )嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工。2)在溫差較大季節(jié)及炎熱天氣，要避開高溫時(shí)施工，以避免產(chǎn)生溫差拉應(yīng)力而引起裂縫。3)施工中應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋網(wǎng)的位置，以保證鋼筋網(wǎng)上層混凝土保護(hù)層厚度滿足要求。且鋼筋網(wǎng)鋼筋類型及直徑應(yīng)按照規(guī)范要求選擇和布置。

3 裂縫修補(bǔ)措施

當(dāng)橋面鋪裝產(chǎn)生裂縫后，我們應(yīng)該分析裂縫產(chǎn)生的原因后選擇對(duì)應(yīng)的處理措施進(jìn)行修補(bǔ)，這樣才能達(dá)到較好的處理效果。

3.1 表面封閉法

當(dāng)橋面鋪裝系由于混凝土干縮效應(yīng)而產(chǎn)生裂縫時(shí)，裂縫寬度一般不寬，而且裂縫較多，這時(shí)可以采用在裂縫表面涂環(huán)氧砂漿的方法來封閉裂縫，以免裂縫繼續(xù)擴(kuò)散。

3.2 填補(bǔ)灌縫料法

當(dāng)由于混凝土強(qiáng)度不足，橋梁上部結(jié)構(gòu)病害導(dǎo)致橋面鋪裝開裂時(shí)，為防止裂縫繼續(xù)發(fā)展，可在處理上部結(jié)構(gòu)病害后，再采用填補(bǔ)灌縫材料法來修補(bǔ)裂縫。其原理即為:沿裂縫處鑿出一條凹槽，可采用V形槽，清理后再灌入環(huán)氧砂漿、瀝青等化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑。

3.3 重做鋼筋混凝土橋面鋪裝

當(dāng)通行于橋梁的交通量大大增大時(shí)，或原鋼筋混凝土橋面鋪裝內(nèi)的配筋率不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求以及橋面鋪裝破損嚴(yán)重時(shí)，可重做鋼筋混凝土橋面鋪裝。

4 結(jié)語(yǔ)

為防止橋面鋪裝開裂，需要在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)三個(gè)階段做好工作。

設(shè)計(jì)階段:設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求及橋梁承載能力來控制鋼筋混凝土橋面鋪裝的厚度和配筋率。

施工階段:施工時(shí)一定要按照規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢龅囊笫┕ぃ源_保鋼筋混凝土的強(qiáng)度和鋼筋位置。

使用階段:當(dāng)橋梁交付使用后，管養(yǎng)單位就應(yīng)該定期對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修。當(dāng)鋼筋混凝土橋面鋪裝開裂后，就需分析橋面鋪裝開裂的原因并采取相應(yīng)的措施來修補(bǔ)。

［1］ 黃萬元.談提高橋面水泥混凝土鋪裝層質(zhì)量的技術(shù)措施［J］.山西建筑，2009，35(36)：333-334.