混凝土橋梁裂縫成因及其控制探析

陶一海

摘要：混凝土橋梁裂縫是橋梁工程中較為常見(jiàn)的質(zhì)量通病，它的產(chǎn)生和防治經(jīng)常困擾著橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員。為了加強(qiáng)對(duì)混凝土橋梁裂縫的認(rèn)識(shí)，盡早避免和預(yù)防較大問(wèn)題的發(fā)生。本文首先介紹混凝土橋梁裂縫的危害;接著從設(shè)計(jì)階段、施工階段、材料自身三個(gè)方面分析混凝土橋梁開(kāi)裂原因，并提出了一系列控制和修補(bǔ)措施。

關(guān)鍵詞：混凝土橋梁;裂縫成因;控制

1 前言

近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)交通運(yùn)輸量逐年增加，這對(duì)橋梁的承載力帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。隨著時(shí)間的推移，在外部自然環(huán)境以及使用環(huán)境的共同作用下，橋梁逐漸在某些薄弱位置會(huì)出現(xiàn)裂縫，如不了解其成因并做好預(yù)防和處置，則有可能發(fā)展為更嚴(yán)重病害，從而影響橋梁承載力及耐久性。因此研究橋梁裂縫的成因以及做好防控顯得尤為重要。

2 混凝土橋梁裂縫的危害

混凝土橋梁裂縫是橋梁最常見(jiàn)的病害之一，一般來(lái)說(shuō)，混凝土橋梁裂縫的危害主要有以下幾個(gè)方面：1、影響橋梁承載力和結(jié)構(gòu)安全。裂縫的產(chǎn)生可導(dǎo)致橋梁整體強(qiáng)度的下降，隨著裂縫的發(fā)展其承載力亦逐年下降，從而影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全 2、影響橋梁結(jié)構(gòu)的防水性?；炷亮芽p會(huì)導(dǎo)致外來(lái)水汽進(jìn)入混凝土內(nèi)部，通過(guò)緩慢的化學(xué)反應(yīng)破壞橋梁結(jié)構(gòu)整體的防水性。3、影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。混凝土超限裂縫會(huì)使縫隙處鋼筋暴露在空氣中，在雨水和化學(xué)物質(zhì)的作用下產(chǎn)生銹漲，如不及時(shí)處理將使裂縫加寬加深，嚴(yán)重時(shí)將形成貫穿裂縫從而影響結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。

3 混凝土橋梁裂縫成因

混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因有很多，其主要原因有下幾種：設(shè)計(jì)不合理，施工不當(dāng)，材料原因以及其他不可控因素等。

3.1 設(shè)計(jì)不合理

在設(shè)計(jì)階段，未對(duì)橋梁未來(lái)交通荷載以及超載車輛進(jìn)行充分調(diào)研而確定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載;未根據(jù)橋梁所在位置的地質(zhì)、水文、氣候等條件選用合理的橋型;未充分掌握現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件而設(shè)置樁基及基底埋深，后期有可能造成樁基不均勻沉降等等不利因素皆可造成橋梁結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂。

3.2 施工不當(dāng)

因橋梁建設(shè)大多為大體積混凝土施工，故在各階段包括支模、澆筑、拆模、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)輸、吊裝、堆放、拼裝等過(guò)程中，可能因施工順序顛倒、施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣、野蠻施工等管理或人為因素可導(dǎo)致裂縫的過(guò)早產(chǎn)生。

3.3 材料原因

材料自身質(zhì)量不高或選用不當(dāng)也會(huì)造成裂縫的產(chǎn)生，如使用不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的水泥會(huì)造成結(jié)構(gòu)早期開(kāi)裂;使用水化熱較大的水泥，硅酸鹽水泥在水化作用時(shí)會(huì)放出大量熱量，如散熱處理不當(dāng)極易產(chǎn)生收縮裂紋;未控制好骨料級(jí)配、水灰比、含泥量，當(dāng)骨料級(jí)配差、水灰比高、含泥量大時(shí)則會(huì)降低骨料間的粘結(jié)力從而使混凝土極易開(kāi)裂;外加劑品種、質(zhì)量、摻量不符合要求也會(huì)對(duì)裂縫產(chǎn)生帶來(lái)不利影響。

4 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制措施

對(duì)于橋梁檢查中發(fā)現(xiàn)的裂縫應(yīng)進(jìn)行具體分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況找出其產(chǎn)生原因，從而對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的處置。下面從管理、維修、加固三方面來(lái)闡述對(duì)橋梁裂縫的控制措施。

4.1 首先從管理上講，應(yīng)嚴(yán)格控制超限車輛通行。因現(xiàn)時(shí)期很多過(guò)江橋梁通行車輛數(shù)目逐年增加，從而使橋梁裂縫維修日益困難，維修作業(yè)將直接影響過(guò)往車輛的通行效率以及行車安全。如若超載現(xiàn)象不加以控制則會(huì)使橋梁長(zhǎng)期處以超負(fù)荷運(yùn)作狀態(tài)，這樣會(huì)導(dǎo)致裂縫等病害提前出現(xiàn)，而在超載情況下裂縫病害一旦發(fā)生其發(fā)展將是異常迅速，這將對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全將帶來(lái)重大影響，故而控制超載的工作顯得尤為重要。

4.2 對(duì)于不影響結(jié)構(gòu)承載力的表面裂縫及較淺裂縫，通常在裂縫清潔干凈后用環(huán)氧樹(shù)脂、瀝青、油漆等材料進(jìn)行涂刷;為防止裂縫進(jìn)一步發(fā)展可貼一層玻璃纖維布，待材料與結(jié)構(gòu)粘貼緊密可靠即可。

4.3 對(duì)于裂縫較深及抗?jié)B要求較高的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)采用壓力灌漿法控制裂縫，壓力灌漿法因其技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠、施工不受季節(jié)天氣限制以及施工工藝簡(jiǎn)單易行現(xiàn)已得到廣泛推廣應(yīng)用。其工藝流程如下：①準(zhǔn)備。依據(jù)裂縫情況，進(jìn)行漿液配量、埋嘴等工作，同時(shí)要保證漿液性能符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定。②鉆孔。在裂縫交叉處鉆孔，對(duì)深孔還需在裂縫表面進(jìn)行縫鉆孔，作為壓力灌漿的異向孔。③清孔及裂縫表面處理。對(duì)裂縫用高壓空氣將孔眼吹干凈，使其不被灰渣阻塞同時(shí)清理干凈裂縫周圍雜物。④粘貼壓漿嘴。用膠水將壓漿嘴底盤(pán)與孔眼對(duì)準(zhǔn)粘貼在裂縫上。⑤裂縫表面封閉。在處理過(guò)的裂縫表面（除孔眼及壓漿嘴外）用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥沿裂縫走向進(jìn)行封閉，形成寬度6-8cm的封閉帶。⑥密封檢查。在封閉帶及密封嘴周圍涂上肥皂水，將壓縮氣體通過(guò)壓漿嘴，如發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)說(shuō)明該部位漏氣，對(duì)漏氣部位再次封閉。⑦配置漿液。根據(jù)裂縫長(zhǎng)度、寬度、部位以及現(xiàn)場(chǎng)施工溫度配置環(huán)氧樹(shù)脂壓漿液，即配即用，每次不超過(guò)1kg。⑧壓力灌漿。將配置好的環(huán)氧漿液倒入壓漿罐，待空壓機(jī)壓力達(dá)到0.15-0.2MPa時(shí)開(kāi)始進(jìn)行壓漿。壓漿順序?yàn)椋喉敯?、底板的裂縫由左向右、由低到高，豎向裂縫由下向上。當(dāng)另一端的壓漿嘴噴出的漿液與壓入的漿液濃度相同時(shí)停止壓漿，在保持壓力的情況下封堵壓漿嘴。⑨裂縫表面處理。待漿液固化后將壓漿嘴一一拆除，并將粘貼壓漿嘴處用環(huán)氧膠泥抹平即可。

4.4 當(dāng)裂縫已達(dá)到影響結(jié)構(gòu)承載力時(shí)可采用粘貼鋼板補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行加固。該方法主要是采用環(huán)氧樹(shù)脂為粘接劑，將鋼板粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)物受拉區(qū)域薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成一體，用以代替需增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，通過(guò)鋼板與結(jié)構(gòu)的共同作用提高強(qiáng)度，限制裂縫發(fā)展，改善鋼筋混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，修補(bǔ)裂縫的同時(shí)也起到了補(bǔ)強(qiáng)的效果。其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面：①加固過(guò)程不破壞原有結(jié)構(gòu)物。②加固工程幾乎不增加原有結(jié)構(gòu)物尺寸。③結(jié)構(gòu)膠硬化時(shí)間快，施工周期短，從而實(shí)現(xiàn)加固工程能在短期內(nèi)完成。④加固工程簡(jiǎn)單快捷，可不動(dòng)用明火，這對(duì)防火要求較高的部位特別適用。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因是復(fù)雜的，很多裂縫完全可以通過(guò)設(shè)計(jì)，施工、材料以及后期的管理、養(yǎng)護(hù)加以控制和避免，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，應(yīng)正確辨別其類型和產(chǎn)生原因，采取相應(yīng)的修補(bǔ)或加固方法控制，從而保證橋梁結(jié)構(gòu)安全，提高其耐久性。

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