橋梁工程混凝土裂縫原因及修復(fù)措施

高巍巍

摘 要：在橋梁的施工和使用過程中，混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象十分常見，不僅影響了橋梁的整體美觀性，還給橋梁的使用帶來了巨大的安全隱患。因此，為了有效避免和防止橋梁工程裂縫的產(chǎn)生，必須對橋梁工程裂縫產(chǎn)生的原因進行深入的分析，掌握混凝土的特點，從而研究出裂縫防治以及修復(fù)的有效措施，提高橋梁工程的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；混凝土；裂縫；原因；修復(fù)措施

1 混凝土特點

混凝土在橋梁工程中應(yīng)用非常廣泛，為此，需要對混凝土的特性進行深入細致的了解?；炷寥〔姆秶鷱V，價格較為低廉，有很高的抗壓強度，能夠澆筑成各種不同的形狀，易于養(yǎng)護，花費的成本較低，因此，混凝土作為一種優(yōu)秀的材料被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。然而，混凝土也存在一定的缺點，其抗拉能力較弱，因此，很容易產(chǎn)生裂縫。通過理論分析和工程實踐，證明混凝土結(jié)構(gòu)件的裂縫是不可避免的，只是裂縫大小的區(qū)別，有些裂縫非常小，不會對混凝土的使用造成影響，也不會降低其安全性能。在外部荷載力的作用下，一些裂縫會逐漸擴大，進而導(dǎo)致更多的裂縫產(chǎn)生。裂縫數(shù)量的增多和蔓延，使混凝土的強度與耐久性受到影響，嚴重時還會引起坍塌等事故的發(fā)生。

2 橋梁工程產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 荷載引起的裂縫

2.1.1 直接應(yīng)力裂縫產(chǎn)生原因

在對橋梁進行設(shè)計時，設(shè)計員選擇了不合適的計算模型或者漏算荷載，導(dǎo)致橋梁的結(jié)構(gòu)尺寸不合適；橋梁施工過程中，施工人員對預(yù)制結(jié)構(gòu)受力情況不夠了解，施工設(shè)備沒有合理地安放或者沒有嚴格按照設(shè)計圖紙進行施工；橋梁投入使用后，通過橋梁的車輛超出設(shè)計載荷。此外，暴雨、地震、海嘯等惡劣的天氣環(huán)境，也會導(dǎo)致橋梁裂縫的產(chǎn)生。

2.1.2 次應(yīng)力裂縫產(chǎn)生原因

常規(guī)公式計算的結(jié)果與橋梁結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)不一致，因此，在實際的外載荷的作用下，就會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的開裂。此外，橋梁的某些特殊的結(jié)構(gòu)，如開洞、設(shè)置牛腿等，因其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對受力情況進行模擬計算時，會與實際受力情況不符，導(dǎo)致橋梁裂縫的產(chǎn)生。

2.2 水分收縮引起的裂縫

通常，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要是水分蒸發(fā)，或者是沒有進行合理的保濕。大致可以分為塑性收縮、縮水收縮、自生收縮和炭化收縮這四種收縮方式。在進行混凝土的施工時，對混凝土進行澆筑后，大概四個小時左右，水泥水發(fā)生化學反應(yīng)，其反應(yīng)程度非常激烈，混凝土中的水分以非?？斓乃俣日舭l(fā)，混凝土由失水收縮過渡到塑性收縮。接下來，混凝土逐漸硬結(jié)，而混凝土表層的水分則會漸漸蒸發(fā)，使得內(nèi)部濕度下降，進而引起混凝土的體積也慢慢變小，這種收縮就被稱為縮水收縮?；炷两Y(jié)硬過程中，水泥和水之間會有化學反應(yīng)發(fā)生，也就是所謂的自生收縮，并且這種收縮不受外界濕度的影響。此外，空氣中的二氧化碳與水泥中的成分也會發(fā)生化學反應(yīng)，即炭化收縮。炭化收縮一般只有濕度在50%的情況下才會發(fā)生。

2.3 地基引發(fā)的裂縫

橋梁工程在設(shè)計之初，都會進行實地考察，如果地質(zhì)勘查不認真仔細，獲得資料的準確性就不能得到保證。地質(zhì)特點也是必須要考慮的因素，否則，就會導(dǎo)致地基變形的發(fā)生，地基變形通常包括地基下沉或者水平方向位移，地基變形會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，而混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉性能是有一定范圍的，一旦超出這個范圍，就會引起橋梁結(jié)構(gòu)開裂。此外，凍土也會引起地基發(fā)生沉降或產(chǎn)生水平位移。橋梁在投入使用后，因其不斷地受到外部荷載的作用力，也會逐漸導(dǎo)致地基變形的發(fā)生。

2.4 溫度引發(fā)的裂縫

溫度變化因素有：年平均溫差引起的均勻溫差；日照引起的晝夜溫差；季節(jié)引起的溫差；蒸汽養(yǎng)護或施工時措施不當引起的溫差；不可抗拒力引起的溫差。溫差會導(dǎo)致混凝土的強度發(fā)生變化，導(dǎo)致鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力下降，影響到橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.5 施工工藝不當引發(fā)的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)件的制作、運輸和安裝，都必須嚴格按照要求進行操作，否則很容易引發(fā)裂縫的生成。要根據(jù)橋梁工程特點，選擇合適的施工工藝，這樣才能保證混凝土結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量，防止裂縫產(chǎn)生。導(dǎo)致的裂縫的原因主要是支架和模板的施工工藝不規(guī)范。對于支架的施工，要確保支架達到預(yù)期的壓實，其剛度也要符合建設(shè)條件的要求，否則，進行混凝土的澆筑后，支架在壓力下產(chǎn)生變形，引發(fā)下沉。對于模板的施工，則必須保證模板剛度符合要求，否則，進行混凝土的澆筑后，會導(dǎo)致模板變形。對于混凝土運輸?shù)木嚯x和時間也要加以控制，不過運輸不當，就會使混凝土蒸發(fā)的水分量超標，發(fā)混凝土坍落度偏低。此外，對混凝土進行澆筑施工時，要以合理的速度進行澆筑，如果速度太快，會引起混凝土在硬化之前沒能足夠的沉實，導(dǎo)致混凝土硬化后沉實過大。

3 裂縫修復(fù)措施

3.1 對裂縫進行溫度控制并進行溫度預(yù)測分析

未雨綢繆，在沒發(fā)生裂縫前就對裂縫進行溫度控制和預(yù)測分析。在科技進步，現(xiàn)代化飛速發(fā)展的今天，可以采取很多高科技的技術(shù)手段對裂縫加以預(yù)測和控制。計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用使得對混凝土所處的溫度場進行實時監(jiān)控成為可能，充分考慮施工地的環(huán)境和氣候，制訂合理的溫度控制標準和養(yǎng)護方案，確保施工期的混凝土質(zhì)量，防止裂縫的產(chǎn)生。

3.2 采用混凝土澆筑

混凝土澆筑是工程中修復(fù)裂縫時廣泛采用的一種方式，與其他方法不同的是，在進行澆筑前需要對澆筑過程中的分塊、分層順序、澆筑物體的流向以及需要澆筑的長度、寬度、厚度和時間進行嚴格而精密的計算。在對混凝土進行振搗時，要加強振搗的強度，防止漏振和過振的發(fā)生，并且必須嚴格控制混凝土的溫度。合理利用施工現(xiàn)場的各種資源，使混凝土能夠持續(xù)供應(yīng)，確保施工安全順利進行。澆筑完成后，要做好水泥漿的清理工作。澆筑后的三四個小時內(nèi)，首先要將混凝土表面刮平，使混凝土表面平整，接下來用鐵滾筒進行碾壓，增強混凝土的嚴實性。修復(fù)工作完成后，還要定期進行養(yǎng)護，把裂縫發(fā)生的可能性降到最低。

3.3 采用通水冷卻方案

修復(fù)混凝土裂縫時，需要進行分層澆筑，采用具有冷卻水管的薄壁鋼管，不僅可以避免管道漏水和阻塞現(xiàn)象的發(fā)生，還可以通過試水很快判定漏水和阻塞等問題是否存在。此外，通過對冷卻水的流量和溫度進行監(jiān)測，可以有效地監(jiān)控混凝土內(nèi)部溫度。

3.4 壓力灌漿水泥灌注法

采用壓力灌漿水泥灌注法時，需要在灌漿前對于裂縫的數(shù)量和范圍進行細致的檢測，根據(jù)檢測結(jié)果確定鉆孔位置和灌漿用量。進行鉆孔操作時，要注意其科學性和合理性，孔深應(yīng)穿過裂縫面一定的深度，深度的大小隨結(jié)構(gòu)的不同而不同。接下來，進行清理操作，采用從上到下的順序，用水對鉆孔進行逐層清理，最后用空氣壓縮機吹干。需要注意的是，灌注時必須封閉裂縫和空隙，以免灌漿通過大的裂縫或空隙流到結(jié)構(gòu)表面，導(dǎo)致灌漿溢出。

4 結(jié)束語

橋梁工程對我國國民經(jīng)濟發(fā)展的作用不言而喻，其安全性也是人們最為關(guān)心的問題。須知千里之堤毀于蟻穴，即使一個小小的裂縫也不容忽視，如果得不到及時的修復(fù)，很可能造成很嚴重的后果。文章對裂縫成因及其防治方法進行了分析，相信隨著研究的深入，橋梁工程中裂縫問題的解決方式和預(yù)防方法會越來越多樣化，我國橋梁工程的安全性也將得到更好的保障。

參考文獻

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