市政桥梁裂缝产生的原因及防治措施的探讨

王先玉

摘要：国民经济的迅猛发展带动了道路交通的极大需求。作为道路交通中的市政桥梁，由于设计、施工及其它各种原因，直接影响和损害了这些市政桥梁的安全性、实用性和耐久性，从而严重影响着整条线路的畅通，也制约了国民经济的发展。本文分析了市政桥梁裂缝产生的原因，并提出相应的防治措施。

关键词：市政桥梁； 裂缝； 防治措施

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

1.市政桥梁裂缝产生的原因

桥梁裂缝的成因复杂繁多，有时候只受到一种因素影响就产生裂缝，有时候需要多种因素的综合影响才会产生裂缝，笔者根据桥梁设计与施工的实际管理经验，将桥梁裂缝的种类和产生的原因进行了分类

1.1 直接应力裂缝

直接应力裂缝是指由外荷载引起的直接应力裂缝，产生的原因要从桥梁的设计计算、施工阶段和使用阶段进行综合分析，具体原因如下：①在桥梁的设计阶段，由于计算的模型不合理，结构计算的部分漏算或者结构受力假设不正确，导致与实际受力不符合；漏算或者少算荷载，导致配筋与内力计算错误，造成结构系统安全性不高；由于结构设计的时候没有充分考虑施工的各种可能性，导致设计的断面面积太小，造成钢筋的设置错误或者偏少和结构刚度不足；另外没有交代清楚设计图纸也很有可能造成构造的处理不当。②施工的时候，施工设备和材料没有按照规定堆放、对预制结构的受力特点没有充分了解、没有按照施工图纸施工、随意错位结构施工的顺序、擅自改变结构受力的模式、没有对设备振动下的疲劳强度进行验算等，将有可能造成桥梁裂缝的产生；③投入使用阶段的直接应力主要来自过桥车辆的超载、被车辆或者船舶接触和撞击、受到大风、地震和大学等自然因素的影响。

1.2 次应力裂缝

次应力裂缝是指外荷载引起的次生应力，对桥梁产生直接影响，产生裂缝。裂缝产生的原因如下：①设计外荷载的时候，没有将结构物实际运作状态进行计算考虑，外荷载的作用将会引起桥的某个部位开裂。②当需要在桥梁的结构中进行凿槽、升洞、设置牛腿等的时候，一般是根据经验进行受力钢筋设置，而受力构件在挖扎之后，其力流将会在空洞附近出现密集的绕射现象，产生巨大的应力。如果没有进行及时处理或者处理不当，构件形状突变出、结构转角处、受力钢筋截断处将很容易产生裂缝。

1.3 收缩裂缝

在桥梁的实际工程中，材料因收缩而引起的裂缝是最常见的，在收缩的种类中，塑性收缩和缩水收缩是发生材料体积变形的主要因素，而自动收缩和碳化收缩也是造成桥梁裂缝的常见因素：①在桥梁施工过程中，当混凝土在浇筑后的4至5个小时内，水泥将发生激烈的水化反应，出现急剧蒸发水分和泌水的现象，导致混凝土失水收缩，骨料自重下沉。如果自重下沉的骨料受到钢筋阻挡，将使桥梁产生沿着钢筋方向的裂缝。②在混凝土硬化之后，表层的水分将会快速损失，而内部水分的损失速度远远慢于外部，导致表面收缩大，内部收缩小的不均匀现象，表面的收缩受到内部混凝土的约束，当表面受到的拉力超过抗拉强度的时候，则会产生收缩裂缝。③空气中二氧化碳与水泥的水化物在湿度50%左右的时候，二氧化碳浓度增加速度加快，从而产生法学反应，引起收缩变形。

1.4 其他裂缝

一是施工材料质量引起的裂缝，桥梁的施工材料由水泥、砂、骨料、拌合水以及各种外剂组成。如果配置混凝土的材料的质量不过关，则会导致桥梁的结构出现裂缝。二是施工工艺质量引起的裂缝，在桥梁结构的建设中，混凝土的浇筑、构件的制作、材料的运输、起模、材料的堆放。、结构的拼装以及设备的吊装，如果施工的质量不过关，施工手艺不科学，则会给桥梁结构留下各种纵横交错的裂缝，尤其是细长的薄壁结构最容易产生裂缝。三是冻胀引起的裂缝，这种裂缝的产生方式多出现于北方，因为只有空气的温度低于零度的时候，混凝土由于吸水饱和，出现冰冻。而游离的水分会变成体积膨胀9%的冰，使得混凝土产生膨胀的应力；如果混凝土的凝胶孔在温度负7、8 度的过冷水中，其微观结构的迁移和重分布会引起渗透压，使得混凝土膨胀力加大和强度降低，从而出现裂缝。

2.市政桥梁裂缝处理方法

2.1 桥梁设计的裂缝预防方法

桥梁裂缝的防范处理首先要在设计的时候严格把关，根据桥梁的设计方案，并结合施工环境，进行设计预防：①为了避免运营和施工荷载影响下裂缝的产生，在进行桥梁结构设计的时候，要对重视施工阶段的验算，确保施工阶段结构的安全性；②在对桥梁梁体结构整体安全考虑的前提下，对梁体的局部进行应力分析和试验，防止应力过于集中造成混凝土开裂；③配置大跨径连续梁的竖向预应力筋的同时，也要布置一定数量的竖弯纵向束；④桥梁初步设计阶段以及偏载作用无横向时候的计算，运用平面计算模型，而空间模型只适用于使用阶段的结构验算；⑤合理进行腹板和底板等结构设计，防止结构开裂或者断裂。

2.2 桥梁裂缝的修补必要性判断

当桥梁产生的裂缝宽度小于0.2 毫米的时候，钢筋一般不会受到锈蚀。但是当裂缝不断增多而且宽度越来越大的时候，钢筋受到有害介质的侵蚀，桥梁的刚度才会相应降低，桥梁的使用寿命也受到很大的影响。桥梁裂缝修补的必要性主要看桥梁的种类或者桥梁有裂缝的部位，当年最大的裂缝宽度超过下面的限制，则要进行修补: ①普通钢筋混凝土桥梁:主筋附近竖向裂缝小于或者等于0.25mm；腹板竖向裂缝小于或者等于0.30mm。②预应力混凝土桥梁：竖向梁体小于或者等于0mm，即不允许出现裂缝；纵向梁体小于或者等于0.20mm；横隔板小于或者等0.30mm。③砖、石混凝土拱：拱圈横向小于或者等于0.30mm；拱圈纵向小于或者等于0.50mm；拱波与拱肋结合处小于或者等0.20mm。③墩台：墩台帽小于或者等于0.30mm；经常受浸蚀性环境水影响的有筋墩台身小于或者等于0.20mm；经常受浸蚀性环境水影响的无筋墩台身小于或者等于0.30mm；常年有水，但无浸蚀性影响的有筋墩台身小于或者等于0.25mm；常年有水，但无浸蚀性影响的无筋墩台小于或者等于0.35mm；干沟或者季节性有水河流墩台身小于或者等于0.40mm；有冻结作用部分的墩台小于或者等于0.20mm。

2.3 桥梁裂缝的修补方法

方法一：水泥灌浆

水泥灌浆是指将普通水泥、水泥浆液通过用不同方法钻成的孔眼，灌入裂缝中，水泥灌浆的压力和浆体稠度可在施工过程中根据实际的情况进行的调整，其施工工艺的程序分为裂缝检查、钻孔、清孔、止浆、堵漏步骤：①裂缝检查：上文已述；②钻孔：除了骑缝线孔不能偶顺着裂缝钻孔之外，其余的可以钻孔到裂面，形成大于30 度的裂缝面与钻孔轴线的交角，孔深穿过裂缝面的长度在半米以上；③清孔：用水冲洗钻孔之后，用压缩空气吹干；④止浆和堵漏：用水泥浆或者环氧砂浆进行止浆和堵漏处理。

方法二：化学灌浆化学灌浆主要是修补0.3mm 或者更细小的裂缝， 改善灌浆材料的可罐性能。这种灌浆方法施工机械操作简单，而且修补的效果好，在桥梁裂缝处理中得到广泛的应用。化学灌浆的步骤如下： ①裂缝的检查和清理：对该修补的部位进行详细的检查，将检查的结果进行记录；②埋设灌浆嘴：每个一段间距，在裂缝表面的钻孔处埋设灌浆嘴；③止浆：止浆的方法一般采用嵌缝止浆，对其余裂缝用玻璃丝布作全封闭处理；④压水和压气试验，主要是检查裂缝封闭和灌浆嘴是否畅通；⑤灌浆；⑥收尾处理：等到灌浆液凝固之后，拆除灌浆嘴，并对表面进行处理，最后是用水泥浆封闭颜色，并与原来混凝土的色彩一样。

方法三：其他裂缝修补方法

桥梁加固的裂缝处理主要发生在旧桥改造方面，包括更换桥梁部分构件、改变原来桥梁的结构体系、拆除和中间部分结构，其中的加固桥梁裂缝处理的方法如下：①在裂缝部位的混凝土表面，采用水泥砂浆、环氧砂浆、水泥浆等材料进行涂抹修补。②在经过凿毛处理的裂缝表面喷洒密实且强度高地水泥砂浆保护层；③当裂缝是由于超荷载产生的，而且产生时间较长，则可以考虑采用补强法、锚固补强法和预应力法等。④当浆材难以灌入细而浅的裂缝，则可以在表面贴上木工膜或者其他防水片。

3.结束语

综上所述，强烈裂缝的危害一直是桥梁结构安全的技术问题，只有根据实际情况对桥梁裂缝产生的原因作为重点进行详细分析，采用适当的处理方法进行裂缝预防和修补，才能保证修补的成功和桥梁的再次投入使用。