探討橋梁工程結(jié)構(gòu)裂縫及加固

倪勝吉

摘 要：隨著時間的推移，越來越多的橋梁工程在運營過程中因各種原因出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，嚴(yán)重的直接威脅到橋梁的正常安全使用，本文結(jié)合筆者經(jīng)驗對橋梁工程結(jié)構(gòu)裂縫可能產(chǎn)生的原因及常見加固措施進(jìn)行探討，為結(jié)構(gòu)裂縫預(yù)防及加固處理提供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；結(jié)構(gòu)裂縫；加固；探討

1 結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因

1.1 荷載原因

橋梁之外的荷載引起的裂縫。包括：施工圖設(shè)計階段在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時存在計算失誤、選取模型不合適、受力分析不全面、配筋不科學(xué)、施工不現(xiàn)實等；產(chǎn)品實施過程中，荷載控制不嚴(yán)格，施工隨意性大，偷工減料，不按圖施工，采用次品代替，施工順序亂等情況造成裂縫隱患；交付運行后，出現(xiàn)運行維護(hù)管理不到位，超重車輛未經(jīng)許可擅自行駛、養(yǎng)護(hù)管理失控，基本無維修檢測檢查造成小隱患小問題變成大隱患大問題。

1.2 溫差原因

橋梁工程結(jié)構(gòu)混凝土因溫差變化引起的裂縫。包括：混凝土入模澆搗后水化時，水泥發(fā)生反應(yīng)放熱，混凝土內(nèi)溫度迅速上升，而混凝土表面處于大氣中，其溫度無大的變化，這就在混凝土形成內(nèi)外溫差，當(dāng)溫差超過規(guī)定溫度后，混凝土內(nèi)部及表面就會產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土表面及內(nèi)部自身抵抗力后就會出現(xiàn)裂縫。因此做好混凝土養(yǎng)護(hù)及控制溫差是極其重要的工作。

1.3 收縮原因

橋梁工程結(jié)構(gòu)混凝土因收縮引起的裂縫。包括：未硬化收縮是指在混凝土澆搗至混凝土還未完全硬化過程中，混凝土中水泥發(fā)生水化化學(xué)反應(yīng)強烈，混凝土中含水量急劇下降，混凝土出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，極易出現(xiàn)裂縫；結(jié)硬后收縮是指混凝土結(jié)硬產(chǎn)生強度以后，隨著混凝土表面含水量降低非常快，混凝土里面含水量降低慢，因內(nèi)外含水量差出現(xiàn)混凝土表面和里面收縮不同，造成混凝土表面收縮力增大，當(dāng)該力超過混凝土本身抵抗拉力能力時，從而產(chǎn)生裂縫。

1.4 銹蝕原因

橋梁工程結(jié)構(gòu)混凝土因施工質(zhì)量差、鋼筋保護(hù)層厚度太薄，造成混凝土表面層達(dá)不到保護(hù)鋼筋受銹蝕的情況下而造成混凝土因鋼筋銹蝕出現(xiàn)的膨脹體出現(xiàn)裂縫的情況。具體為混凝土施工工藝未嚴(yán)格執(zhí)行，設(shè)計鋼筋保護(hù)層不滿足相關(guān)規(guī)范要求，導(dǎo)致混凝土中鋼筋保護(hù)層受空氣中有害氣體影響，致使處于混凝土中的鋼筋周邊被有害物質(zhì)包圍并與鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的有害物質(zhì)其體積并原有反應(yīng)物的體積增大3倍以上，從而造成處于薄弱位置的鋼筋外混凝土保護(hù)層受其影響而受力，當(dāng)所受力超過混凝土自身的承受能力后即在混凝土表面造成開裂產(chǎn)生裂縫。

1.5 原材原因

橋梁工程結(jié)構(gòu)混凝土因組成部分包括砂、石子、水泥、水以及減水劑等原材不能滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求從而導(dǎo)致混凝土裂縫。具體包括砂的直徑達(dá)不到規(guī)范要求、砂的級配不過關(guān)、砂里含泥巴等有害雜質(zhì)含量超過規(guī)范規(guī)定值；石子直徑偏大或偏小、針片狀多、級配差強度低、達(dá)不到設(shè)計及規(guī)范要求；水泥直接采用熱水泥，未經(jīng)處理，水泥中有害雜質(zhì)超過標(biāo)準(zhǔn)要求；水含有有害雜質(zhì)超過標(biāo)準(zhǔn)要求，水中含泥量大不潔凈，特別是采用較為混的河水而不是自來水拌和；添加的減水劑等外加劑質(zhì)量不滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

1.6 施工原因

橋梁工程結(jié)構(gòu)混凝土在施工過程中，受混凝土施工工藝不當(dāng)、施工過程中未嚴(yán)格按照設(shè)計及規(guī)范要求進(jìn)行混凝土澆搗養(yǎng)護(hù)而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，具體包括混凝土中鋼筋綁扎不當(dāng)致使鋼筋保護(hù)過大、混凝土澆筑振搗過程中未能嚴(yán)格按照設(shè)計及規(guī)范要求進(jìn)行分層有序快插慢撥以及根據(jù)振搗棒作用半徑進(jìn)行澆搗，混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或根本就不進(jìn)行養(yǎng)護(hù)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

1.7 養(yǎng)管原因

橋梁工程結(jié)構(gòu)混凝土在運營養(yǎng)護(hù)管理過程中，因未進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)管理導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。具體包括橋梁工程交付運營后，養(yǎng)護(hù)管理不到位、甚至壓根就不養(yǎng)護(hù)、導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)輕微裂縫時未能及時處理或處理不當(dāng)，造成輕微裂縫不斷生長成直接影響結(jié)構(gòu)安全的結(jié)構(gòu)裂縫。

2 裂縫處理及加固措施

2.1橋梁裂縫處理

（1）淺層噴抹：主要指在已經(jīng)過鑿毛處理的裂縫淺層表面，噴抹流動性能好的水泥漿液使其滲透進(jìn)裂縫之中，達(dá)到填充密實效果。在進(jìn)行淺層噴抹施工之前，嚴(yán)格按照要求做好鑿毛及淺層污物雜質(zhì)清理工作，確保在噴抹水泥漿液前淺層表面的潔凈。

（2）淺層表處：主要指針對橋梁工程出現(xiàn)寬度不寬且淺的裂縫，可以采取淺層表處方法進(jìn)行處理，就是通過表面拋丸設(shè)備對淺層進(jìn)行拋丸，漏出全部裂縫后及時進(jìn)行清洗干凈，再配置填縫漿液進(jìn)行灌縫，使得縫隙填滿并密實。并及時覆蓋養(yǎng)護(hù)防止下雨沖刷及污物污染。這種方法能夠很好的對淺層裂縫進(jìn)行快捷省工處理，應(yīng)用較為廣泛。

（3）加壓注射：主要針對裂縫不寬且深度較深的裂縫，常規(guī)的對付表層裂縫的淺層噴抹及表處就起不到效果，需要通過借助一些加壓等特種設(shè)備對此種裂縫注射環(huán)氧類高強度漿液，來確保該構(gòu)件能夠正常運行，在進(jìn)行調(diào)制加壓注射漿液時，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行先試驗，經(jīng)試驗確定漿液濃度及流動性能等滿足加壓注射后方能正式投入使用，確保加壓注射效果達(dá)到處治目標(biāo)。

（4）補加：主要針對裂縫寬度較大且較深的情況，首先對裂縫進(jìn)行鑿切適合進(jìn)行材料補加施工，鑿切深度及寬度符合要求后，及時向鑿切的溝槽中補加環(huán)氧類、瀝青類及水泥砂漿類加強材料進(jìn)行處理。在補加上述材料前，仍需先進(jìn)行補加材料試配，滿足要求后方可大面積使用，確保補加效果符合要求。

2.2 加固措施

（1）補加縱向大梁：主要是指針對跨度不太大的橋梁受結(jié)構(gòu)裂縫影響，其自身的承重能力已經(jīng)明顯下降的情況下，建議采取補加縱向大梁的方法予以處理。具體即先根據(jù)試驗情況確定補加的縱向大梁斷面形式及材質(zhì)選擇，待試驗確定了縱向大梁的具體參數(shù)后，再予以補加縱向大梁的施工實施，達(dá)到處理的效果。

（2）增加橋梁截面：主要是針對原有橋梁因裂縫等原因其承載能力大大降低且具備通過增加其整體梁的截面來達(dá)到恢復(fù)并進(jìn)一步加強其自身承載能力的措施，具體即先根據(jù)現(xiàn)場地形通過模擬試驗的方法確定橋梁截面增大的手段，是通過綁寬、增厚還是加強橋梁剛度等措施。待正式確定手段后，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行增加橋梁截面施工，確保處理達(dá)到效果。

（3）補充橋梁受力體系：主要是針對年代久遠(yuǎn)的橋梁工程中，經(jīng)過近年來的橋梁實例證明其有設(shè)計不足及缺陷的情況，采取補充其受力體系的方法從而達(dá)到恢復(fù)并加強其自身承載能力的方法。具體即為對橋梁實體設(shè)計進(jìn)行設(shè)計復(fù)核，找出冗余及不足部分，再根據(jù)發(fā)行的問題，按補充的設(shè)計進(jìn)行嚴(yán)格施工，確保處理達(dá)到效果。

（4）添加體外措施：主要是指對于跨度較大、不易從結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行處理的情況。如跨度過大采用傳統(tǒng)的處理方法將達(dá)不到效果，對于結(jié)構(gòu)本身已無法再添加荷載的情況等均需要通過添加體外的處理方法來恢復(fù)橋梁結(jié)構(gòu)自身的承載能力。具體即通過對橋梁增加體外預(yù)應(yīng)力、安裝加固超輕質(zhì)高強度材料等措施來提高橋梁結(jié)構(gòu)的自身承載力。要求在施工前，先進(jìn)行試驗段施工及模擬試驗，待證明處理可行后，方能大面積運用，按添加體外的要求嚴(yán)格進(jìn)行施工作業(yè)，確保處理效果達(dá)到要求。

3 結(jié)語

橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因是多方面的，只有從混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計階段、施工階段以及運營階段等各個階段來預(yù)防和控制混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的可能性，做到真正從源頭上堵住混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

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