分析桥梁工程钢筋混凝土产生结构裂缝的原因及处理措施

李兴亮

摘要：有关桥梁结构裂缝的成因及防治对策是很复杂的，有待进一步研究、只有搞清楚了裂缝的机理。才能对症下药、只有合理的处治措施，才能使国家有限的建设资金发挥最大的经济效益。

关键词： 公路桥梁工程 钢筋混凝土 结构裂缝

中图分类号：TU997文献标识码： A

前言

目前，公路桥梁基本是以钢筋混凝土结构为主。混凝土是脆性材料，而钢筋却是韧性材料，它们两者在一起工作，弹性模量相差很大，而且两者的强度差别就更大，因此两种材料在一起共同发挥作用，要使钢筋参加工作，比较多的承受力，混凝土势必开裂。

一、钢筋混凝土结构常见裂缝大致可划分如下几种：

1、收缩裂缝：在工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土收缩引起的裂缝有塑性收缩和缩水收缩(干缩)，另外还有自生收缩和炭化收缩。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩。表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时。便产生收缩裂缝。

2、温度裂缝：混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

3、钢筋锈蚀裂缝：由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受到侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

4、基础变形引起的裂缝：由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力。超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。为防止基础不均匀沉降造成开裂，就需要进行细致的地质勘察充分掌握地质情况。

5、施工不当引起的裂缝：混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。

二、钢筋混凝土桥梁结构裂缝的修补方法

桥梁结构裂缝的表面修补常用方法有表面抹灰、凿槽嵌补、表面粘贴和表面喷浆等。对于严重影响结构强度和刚度的裂缝，则需作结构补强加固处理。

1、水泥砂浆涂抹

对于混凝土结构。可先将裂缝附近的混凝土表面凿毛，并尽可能使糙面平整。经洗刷干净后，洒水使之保持湿润(不留水珠)，然后用1：1～1：2的水泥砂浆涂抹其上。涂抹时混凝土表面不能有流水，最好先用纯水泥浆涂刷一层底浆(厚度约2．0cm)，待收水后。最后用铁抹压绑光。砂浆配制时所用砂子不宜太粗，一般为中细砂。水泥可用普通水泥，其标号不低于32.5#。温度高时，涂抹3～4h后即需洒水养护，并防止阳光直射：冬季应注意保温，切不可受冻，否则所抹的水泥砂浆受冻后，轻则强度降低，重则报废。

2、环氧砂浆涂抹

(1)先在裂缝上口凿一v形槽，宽约1～2cm，深约0．5cm，槽面应尽量平整。

(2)用钢丝刷或竹刷刷清缝口，并凿去浮渣。用风箱吹缝内灰砂，用红外线灯烘干混凝土表面。裂缝外宜用蘸有丙酮或苯的回丝(纱头)洗擦一遍(不宜用水清洗)，保持槽内混凝土面无灰尘、油污等。

(3)在裂缝四周涂一层环氧浆液，如裂缝较深，在垂直方向也可静力灌注，环氧浆液可灌入0．5mm的细缝中。

(4)最后嵌入环氧砂浆，用刮刀使其平面与混凝土面平齐。待环氧树脂硬化后(温度越高，硬化时间越短，一般常温下(20--25℃需5～7d)，就可应用。养护期间结构不宜受震、受潮，以保证修补质量。

3、表面粘贴修补法

表面粘贴法是指用胶粘剂把玻璃布或钢板等材料粘贴在裂缝部位的混凝土面上，达到封闭裂缝目的的一种修补方法。

(1)玻璃布粘贴玻璃布一般采用无碱玻璃纤维组成，无碱玻璃纤维的耐水性好，强度高。玻璃布产品有无捻粗纱布、平纹布、斜匆哨萨气看聂布、单向布等多种。常用的为无捻粗纱方格布，其特点是强度高，气泡容易排除，施工方便。

玻璃布粘贴前要将混凝土面凿毛，并冲洗干净，使表面无油污灰尘，若表面不匀刷一层环氧基液(不能有气泡产生)，然后展开、拉享举璃布，放置并抹平使之紧贴在混凝土面上，再用刷子或其他工具在玻璃布面上刷一遍，使环氧基液浸透玻璃布并溢出，接着又在玻璃布上刷环氧基液。按同样方法粘贴第二层玻璃布，但上层玻璃布应比下层玻璃布稍宽1～2cm，以便压边。

(2)钢板粘贴此法是用环氧基液粘结剂涂敷在整个钢板上，然后将其压贴在待修补的裂缝位置上的方法。钢板粘贴的施工顺序如下：

先对钢板进行表面处理，即按所需要的尺寸切咖好钢板，用打磨机研磨，使钢板表面露出钢的肌体，对混凝土表面进行修凿，使其平整。用丙酮或二甲苯擦洗部位的混凝土表面及钢表面，以便去处粘结面的油脂和灰尘。在钢板和混凝土粘贴面均匀涂刷环氧基液粘结剂。压贴钢板。用方木、角钢和固定螺栓等均匀的加上压力进行压贴。养生到所要求的时间，拆除压贴用的方木、角钢等支架材料。在钢板表面再涂刷养护涂料，如铅丹或其他锈油漆等。

4、凿槽嵌补

修补时先沿裂缝凿槽，槽形根据裂缝位置和填补材料而定，通常多采用v行槽。槽的两边混凝土面必须修理平整，槽内要清洗干净。必要时可在填料前用丙酮擦一遍。如槽口外需要抹水泥砂浆或喷涂砂浆时，在凿槽时须一并将槽口外的混凝十表面凿毛，同时清理干净。用水泥砂浆填补，事先要保持槽内湿润(不应有积水)：用沥青或环氧材料填补时，要保持槽内干燥，否则应先采取其他措施。使槽内干燥后再进行填补。

5、表面喷浆

喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保进行喷浆以前，必须完成各项准备工作：需要喷浆的结构表层应仔细敲击，在击中发现剥离的部位应敲碎并除去。有缺的地方应填塞起来，如系钢筋混凝土，尚须清除露筋部分钢筋上的铁锈，为使喷涂层粘结牢固，最好把裂缝凿成v形槽，喷浆以前先用水冲洗结构物表面，并在开始喷浆之前先把基层湿润一下，然后在开始喷浆。

6、化学灌浆

采用化学材料灌浆，修补结构裂缝，可以大大改善灌浆材料的可灌性能，可灌入0．3mm或更细小些的裂缝，施工机械简单，操作简便，其应用日趋厂泛。

(1)灌浆材料用于修补混凝土裂缝的化学灌浆材料，常用的主要有环氧树脂灌浆材料和丙烯酸脂类灌浆材料两种。

(2)灌浆工艺利用化学灌浆材料修补桥梁结构裂缝的工艺流程及施工工艺要求与前述水泥灌浆基本相同，但具体做法有差异。

(3)化学灌浆施工的防护措施目前使用的化学灌浆材料一般都具有不同程度的毒性，包括刺激性、腐蚀性、致敏性及易燃易爆性等。对这些危害健康的因素，施工时必须采取有效的防护措施。

结束语

钢筋混凝土构成的桥梁结构裂缝，如果得不到及时处理，将会危及桥梁安全并最终导致桥梁损毁，给人们生命财产安全带来损失。研究桥梁结构裂缝的机理，并据此采取相应的防护措施，保障桥梁安全营运具有重要意义。

参考文献

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