淺論橋梁裂縫產(chǎn)生原因及加固方法

【摘要】隨著我國公路橋梁工程的不斷增加，我國的橋梁施工以及后期的使用過程中產(chǎn)生的裂縫病害導致的安全事故也明顯的增加，這種情況下，為了保障人民的生命和財產(chǎn)安全，就必須要加強對橋梁的裂縫問題的預防和治理，以便更好的實現(xiàn)對橋梁的橋體加固。本文就橋梁裂縫產(chǎn)生原因及加固方法進行了簡單的分析。

【關鍵詞】橋梁裂縫 產(chǎn)生原因 加固方法

一、橋梁結構裂縫分析

（一）因混凝土體自身的溫度與外部環(huán)境存在溫度差異，從而使混凝土結構產(chǎn)生不均勻的收縮，從而出現(xiàn)裂縫。引起混凝土溫度裂縫的因素有：（1）水化熱，因早期混凝土構件被模板等材料隔離，水泥產(chǎn)生的水化熱不能馬上散發(fā)到周圍空氣中，使得混凝土構件的自身溫度升高，產(chǎn)生嚴重的溫度梯度而引起裂縫生成；（2）日照，橋梁構件施工后，部分結構的表面受到陽光的暴曬而使其溫度明顯高于周邊沒有受到陽光直射的部位，也會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生非線性分布的溫度梯度，出現(xiàn)局部拉應力過大的現(xiàn)象，最終導致裂縫產(chǎn)生；（3）降溫，施工期間外部溫度突然下降，會加速混凝土結構表面溫度的下降，但其內(nèi)部溫度下降較慢，也會形成溫度梯度而在內(nèi)部產(chǎn)生應力，超過混凝土的抗拉強度便形成裂縫；（4）養(yǎng)護措施不當導致混凝土驟冷驟熱，使得內(nèi)外溫度不均勻而出現(xiàn)裂縫。

（二）塑性裂縫。由于混凝土中較重的顆粒在重力作用下出現(xiàn)下沉，水泥漿相應的上浮，這種作用受到模板拉桿或鋼筋的約束時便會產(chǎn)生裂縫。

（三）荷載引起的裂縫。具體表現(xiàn)在：1.彎曲裂縫，當橋梁的混凝土構件受到彎曲應力時，彎曲裂縫便在彎矩最大的截面的混凝土受拉區(qū)出現(xiàn)。橋梁梁板的正彎矩裂縫多在跨中出現(xiàn)，荷載逐步增大后，裂縫區(qū)域也逐漸向兩側發(fā)展，并且裂縫的寬度增大，數(shù)量也增多；2.剪切裂縫，橋梁受剪應力最大，如支座附近，這種裂縫也是從下部開始，沿軸線成25°～50°的角度裂開，外部荷載增大后，裂縫區(qū)逐漸向跨中方向擴散，裂縫縫數(shù)不斷增多并分岔；3.扭曲裂縫，橋梁的混凝土構件在扭曲作用下，會出現(xiàn)很多條沿45°方向傾斜的裂縫，導致混凝土保護層脫落，使得鋼筋承擔了大量的扭矩，直至鋼筋滑動時構件完全破壞；（4）斷開裂縫，荷載作用導致的受拉構件產(chǎn)生的裂縫都沿其正截面方向出現(xiàn)，當受拉構件在內(nèi)力較小時，鋼筋和混凝土能夠承受住這種拉力，但隨著內(nèi)力逐漸增大，鋼筋應力達到流動極限，裂縫寬度也逐漸增大，危及橋梁的結構安全。

（四）鋼筋銹蝕引起裂縫。橋梁的鋼筋混凝土構件的施工質量較差，使得鋼筋保護層厚度不夠，或者保護層發(fā)生碳化而降低鋼筋周圍混凝土堿度，鋼筋周圍氯離子增加而破壞其表面的氧化膜，水分和空氣進入，鐵離子發(fā)生銹蝕反應，生成氫氧化鐵使鋼筋銹蝕。

（五）基礎變形導致裂縫產(chǎn)生。（1）對地質勘查深度不足，提供的勘查資料不夠詳盡和準確，在此基礎上進行橋梁設計會導致地基出現(xiàn)不均勻沉降；（2）橋梁采用了不同的基礎形式或同一基礎的基底標高不同、地基自身塑性變形差異較大等，都可能導致橋梁基礎出現(xiàn)不均勻沉降；（3）橋梁建設后因地基浸水而增大壓縮變形，改變了土體的強度，從而導致地基發(fā)生變形。

二、橋梁結構裂縫維修技術

對于橋梁結構的裂縫問題，首先應進行裂縫檢測和分析，再針對橋梁結構裂縫實際狀況進行合理的維修處理。

（一）橋梁結構裂縫檢測技術。對出現(xiàn)結構裂縫現(xiàn)象的橋梁，應結合橋梁實際狀況選用合適的檢測儀器和檢測方式，對橋梁結構的裂縫進行檢測分析。

1.橋梁結構裂縫長度檢測技術。橋梁結構出現(xiàn)一半裂縫可采用一般的卷尺進行檢測。若橋梁的裂縫有發(fā)展和變化，應在進行裂縫檢測時對裂縫首尾的兩端進行標記，一段時間后再對裂縫進行實地檢測，以確定裂縫發(fā)展情況。

2.橋梁結構裂縫寬度檢測。常用的橋梁結構裂縫寬度檢測工具和儀器是高倍數(shù)放大鏡和裂縫測寬儀。使用高倍數(shù)放大鏡進行裂縫寬度檢測的同時能夠對裂縫的走向及發(fā)生位置進行檢測分析；裂縫測寬儀的安裝要求較高，要注意測寬儀安裝時準確地將其千分表安裝在與裂縫垂直的位置，且要保證表腳牢固。

3.裂縫深度檢測技術。對橋梁裂縫深度進行檢測時裂縫維修的前提。常用的裂縫深度檢測儀器是超聲波檢測儀，也可用酚酞酒精溶解進行深度檢測。將1%的酚酞酒精溶液注入到橋梁裂縫中，之后小心地鑿到混凝土碳化變色與未變色區(qū)域的界限處，再對其深度進行測量。檢測出的裂縫開裂深度小于或等于500mm的屬于結構表層開裂；裂縫深度大于500mm的屬于深層開裂。

（二）橋梁結構裂縫維修處理

常用的裂縫維修處理方法有：表面涂抹水泥砂漿法、表面粘貼法、表面鑿槽嵌補法、表面涂抹環(huán)氧膠泥法、開槽填補法和壓力注漿法等。

1.表面涂抹修補技術。橋梁結構的表面涂抹修補法主要技術有填縫、抹灰、鑿槽嵌補、表面粘貼和表面噴漿。對于磚石砌體的橋梁結構多采用填縫技術進行裂縫修補。首先，將縫隙及中間的雜物清理，然后根據(jù)裂縫不同寬度選用刮刀、勾縫刀等工具進行實際操作，使用1∶3的水泥砂漿或1∶2.5的灰漿進行填縫修補作業(yè)。表面抹灰常采用水泥砂漿或環(huán)氧砂漿進行涂抹。采用水泥砂漿涂抹法應首先將裂縫處的表面鑿毛并保持平整，對糙面進行洗刷并不留水珠，涂抹1∶1.5的水泥砂漿，注意涂抹的厚度保持在1～2cm之間，收水后使用鐵抹將涂抹面抹光、壓實。

2.裂縫表面粘貼修補技術。橋梁結構裂縫的表面粘貼修補技術主要有玻璃布粘貼技術和鋼板粘貼技術：①玻璃布粘貼技術；②鋼板粘貼技術

3.壓力灌漿技術。根據(jù)裂縫實際狀況確定修補的范圍及鉆孔位置和漿液用量。騎縫淺孔是順著裂縫進行鉆孔，其他鉆孔不得順裂縫進行。鉆孔時裂縫面與鉆孔軸線的交角應大于30 度。鉆孔完成后用水從上向下對孔進行沖洗，之后用壓縮空氣將鉆孔吹干。將準備好的漿液灌入到砌體或混凝土中，最后進行灌漿作業(yè)。

三、結束語

總而言之，對于橋梁建筑工程來說，混凝土的施工技術是至關重要的，但是在施工過程中普遍出現(xiàn)混凝土的裂縫。但是隨著我國科技的高速發(fā)展，大量的實踐表明，只要對橋梁產(chǎn)生裂縫的原因進行重視，通過采取有效的手段對其預防，從而也可以有效地提高橋梁的性能質量、延長其使用壽命，并給其橋梁工程帶來整體的經(jīng)濟效益與社會效益。

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