橋梁裂縫原因分析及養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施

張旭輝

摘 要：因為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動了橋梁工程施工技術(shù)的發(fā)展速度，使得橋梁工程的施工質(zhì)量取得明顯的提高。但在橋梁施工過程中，裂縫問題還是很容易出現(xiàn)，橋梁裂縫問題好像成為了整個工程最容易出現(xiàn)且無法避免的問題。為此，以混凝土橋梁的裂縫問題為論述基礎(chǔ)，從多方面分析了關(guān)于橋梁裂縫產(chǎn)生的原因，并且對如何養(yǎng)護(hù)橋梁和維修橋梁裂縫的修補方法進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：橋梁裂縫；原因；修補方法

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2014）09-0173-02

0 前言

混凝土的內(nèi)部構(gòu)造因為時間的推移和不同的外界影響因素在不斷的發(fā)生著變化，更是由于鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化等因素的影響，橋梁上小小的裂縫會逐漸的變大直至演變成大裂縫，最終甚至?xí)?yán)重到威脅人們生命和財產(chǎn)安全的地步。所以，只有找到橋梁裂縫產(chǎn)生的準(zhǔn)確原因，并且對它進(jìn)行深入的研究，找出最有效的防治和維修橋梁裂縫的方法，以此來保證橋梁的質(zhì)量，從根本上解決橋梁裂縫問題，以確保人們的利益不受到損害。而產(chǎn)生橋梁裂縫的原因復(fù)雜并且原因的種類也有很多，只有對裂縫進(jìn)行實地考察以后再系統(tǒng)性的分析和研究橋梁裂縫的特征，才能找出橋梁裂縫產(chǎn)生的多種原因、內(nèi)涵和機理。本文先是對橋梁裂縫產(chǎn)生的多種原因進(jìn)行了分析，并根據(jù)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的不同原因提出相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)橋梁和維修橋梁的措施。

1 橋梁裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 荷載引起的橋梁裂縫

荷載裂縫產(chǎn)生的原因可以劃分為幾個不同的階段，首先是設(shè)計計算階段，在對橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算時荷載少算或部分漏算；結(jié)構(gòu)實際受力與受力假設(shè)不相符；錯誤計算內(nèi)力與配筋；結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)和實際施工環(huán)節(jié)脫節(jié)；對橋梁斷面設(shè)計不足；對鋼筋設(shè)置偏少或者錯誤布置等。其次是施工階段，在施工過程中，不加限制地堆放施工機具和材料；因為不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點，所以隨意的翻身、起吊、運輸、安裝；不用機器振動對結(jié)構(gòu)做疲勞強度驗算；施工工人不按照設(shè)計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；用來進(jìn)行上部施工的混凝土未達(dá)到所要求的強度等。最后一個階段就是使用階段，橋梁在使用的時候長期超負(fù)荷運營。超出橋梁承受能力的重型車輛過橋，使橋梁長期處于超負(fù)荷狀態(tài)，引起梁板出現(xiàn)裂縫，變形甚至倒塌事故的發(fā)生；污水浸蝕。如北方的橋梁在冬季一般采用撒鹽除雪，鹽水滲入混凝土內(nèi)引起鋼筋銹蝕，混凝土保護(hù)層脫落；受鹽霧影響的橋梁也會產(chǎn)生這種影響；人為損壞。如立交橋凈高不足或車輛超寬，車輛撞擊梁板，造成混凝土脫落、鋼筋裸露；維修工作不及時。

1.2 因為施工方法不恰當(dāng)和材料質(zhì)量問題引起的裂縫

對拉螺栓來在橋梁下部結(jié)構(gòu)施工中經(jīng)常用來固定模板。對拉螺栓下表面經(jīng)常形成一道貫穿性的毛細(xì)孔，這種毛細(xì)孔在外部水壓力作用下產(chǎn)生的滲水現(xiàn)象為發(fā)生凍脹裂縫提供了條件。

水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑是組成混凝土的主要材料。如果在配置混凝土?xí)r所采用材料質(zhì)量不合格，會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。如：砂石的粒徑太小、空隙率大、級配不良，將會導(dǎo)致拌和水和水泥用量加大，混凝土的強度會發(fā)生變化，使混凝土收縮加大，橋梁會更加容易產(chǎn)生縫隙。

1.3 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

施工工藝不合理和低劣的施工質(zhì)量，也是產(chǎn)生橋梁縫隙的原因之一，在混凝土的澆筑、制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝的過程中，橋梁結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的多種裂縫，特別是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)縫隙。攪拌時間過長，拌和不均勻，振搗不充分，澆灌速度過快，接縫處理不當(dāng)，保護(hù)層厚度不夠或鋼筋被擾動，支撐下沉，模板漏漿，拆模過早，初期養(yǎng)護(hù)不夠，初期受凍，硬化前受振動或加荷，預(yù)應(yīng)力混凝土過早張拉或超張拉，養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r內(nèi)外溫差過大，都會影響橋梁上裂縫出現(xiàn)的部位、裂縫寬度和走向。

1.4 溫度變化引起的橋梁裂縫

很多橋梁結(jié)構(gòu)能嚴(yán)重到能夠觀察的裂縫產(chǎn)生的原因，都是由于所造成的內(nèi)應(yīng)力和約束應(yīng)力，而內(nèi)應(yīng)力和約束應(yīng)力一般都是由溫度引起的?；炷翢崦浝淇s的性質(zhì)，使得當(dāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化或外部環(huán)境，混凝土都會發(fā)生變形，一旦變形受到約束，在結(jié)構(gòu)內(nèi)將會產(chǎn)生應(yīng)力，而當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時溫度裂縫就產(chǎn)生了。

2 防止橋梁裂縫產(chǎn)生的方法

為了防止橋梁溫度裂縫，控制溫度和改善約束條件是減輕溫度應(yīng)力的重點。根據(jù)混凝土的制作流程，提出了以下的具體措施。

2.1 混凝土材料的控制

具體的施工工藝決定了混凝土構(gòu)件質(zhì)量的優(yōu)劣。恰當(dāng)?shù)氖┕すに嚥粌H僅要求具體操作過程必須是在符合相關(guān)規(guī)范的條件下進(jìn)行，還需要對施工的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗。根據(jù)混凝土的需要進(jìn)行有關(guān)配方和比例試驗，例如，在高溫環(huán)境下和雨后進(jìn)行砂、碎石的應(yīng)含水量實驗，在試驗的過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題并且調(diào)整材料的配比，只有這樣做才能保證材料的準(zhǔn)確無誤，達(dá)到確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量的目的。嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量是很重要的，特別是注意控制骨料的含泥量。如果骨料的含泥量過大會在很大的程度上降低混凝土的抗拉強度。

2.2 溫度的控制

（1）為了能夠降低混凝土的澆筑溫度可以用冷水將碎石冷卻以后再拌合混凝土。

（2）根據(jù)澆筑層面散熱的特點在夏天進(jìn)行混凝土澆筑時澆筑的厚度可以適當(dāng)?shù)臏p少。

（3）對結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)部降溫時可以在混凝土中埋設(shè)水管并且在水管里面通入冷水。

（4）控制好混凝土的入模溫度是很重要的。一般的大體積橋梁的混凝土澆筑會選在在春天和秋天施工，因為那時的溫度是最適合對混凝土進(jìn)行澆筑的溫度。一旦是在夏季須進(jìn)行混凝土的澆筑工作就須要采取有效的措施來降低入模溫度，并且在澆筑混凝土的時候最好不要讓混凝土受到太陽的暴曬。

（5）控制好拆模時間。例如，在氣溫改變時要對混凝土進(jìn)行表面保溫，避免在混凝土表面產(chǎn)生大的溫度差。一般都是在混凝土溫度高于外界氣溫時就可以考慮拆模時間，是為了防止混凝土表面早期裂縫的產(chǎn)生。

3 橋梁裂縫的維修方法

造成橋梁縫隙的原因是各種各樣的，這就需要我們在實際工作中積累經(jīng)驗，針對橋梁的具體缺陷和病害進(jìn)行具體的原因分析，確定存在的問題和產(chǎn)生問題的原因，找出影響橋梁耐久性的各方面因素，為今后更大限度的延長橋梁的使用壽命奠定基礎(chǔ)。對于裂縫，要先判斷出裂縫的種類，再進(jìn)行有針對性的處理。下面是一些具體的措施。

3.1 表面封閉修補法

在裂縫很淺的橋梁上通常適合使用表面修補的方法，意思就是說橋梁內(nèi)部本身沒出現(xiàn)裂縫，內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是相對穩(wěn)定的，為了防止更大裂縫的出現(xiàn)，采用表面修補法對橋梁裂縫進(jìn)行修補。表面封閉修補法通常是采用噴漿、填縫、打箍加固的方法使表面裂紋封閉，以達(dá)到修補裂縫的目的。噴漿修補指的是一種噴射一層密實而且強度高的水泥砂漿保護(hù)層到經(jīng)過鑿毛處理的裂縫表面，來封閉裂縫的一種修補方法，根據(jù)橋梁裂縫的部位、性質(zhì)和修補條件與要求，可有選擇的采用無筋素噴漿或掛網(wǎng)噴漿的方法，然后再結(jié)合其他的修補辦法對橋梁裂縫進(jìn)行修補。鑿深槽嵌補法，是先沿裂縫鑿一條深槽，槽形根據(jù)裂縫位置和填補材料而定，比如用這個方法修補較寬的橋梁裂縫就先在混凝土橋梁表面沿裂縫鑿出“u”形或“v”形槽口，然后分層壓抹水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等；打箍加固法主要是指用扁鋼或圓鋼制成斜箍，可以墊角鋼或鋼板在箍與梁的上下面接觸處點，在裂縫處加箍，達(dá)到使裂縫封閉的目的，而斜箍的方向應(yīng)垂直于裂縫方向。

3.2 填充鋼板法

填充鋼板法就是在混凝土表面涂上1-2米厚的環(huán)氧樹脂，也在鋼板上涂上環(huán)氧樹脂，然后利用已固定在混凝土中的錨桿把鋼板壓緊在混凝土面上，空氣就會隨著環(huán)氧樹脂一起被被擠出，粘貼面之間就能連接的更緊密。另一種辦法是在鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時在鋼板與混凝土上面之間加木塊等物體，使得鋼板與混凝土之間保持一定空隙，同時封閉四周，然后從留出的空隙中灌人環(huán)氧樹脂，并排出空隙中的空氣。

4 結(jié)束語

在橋梁的建造過程中，是沒用辦法避免裂縫問題的產(chǎn)生。橋梁裂縫的產(chǎn)生原因不僅和梁外部有關(guān)，也有橋梁自身的問題，橋梁自身的應(yīng)力問題還是導(dǎo)致橋梁裂縫的最主要的原因。目前橋梁裂縫問題還是比較普遍的，但是只要在設(shè)計和施工的過程中知道到橋梁結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原理，并且針對不同的原因采取相應(yīng)的措施，就會增加橋梁的耐用程度。還有就是在橋梁的使用過程中，通過對汽施行限載制度，降低橋梁在使用的過程中的損害。在一定的程度上減少橋梁裂縫問題的出現(xiàn)時間和延長橋梁的使用壽命。

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