桥梁结构裂缝及其加固技术处理问题研究

岳增冬

摘要：近年来，随着我国经济的迅速发展，交通基础设施呈现出迅猛的发展趋势，我国各地混凝土桥梁的建造非常多。但是在建设和使用桥梁时总会不同程度的出现裂缝，这些裂缝不仅严重的影响了桥梁建设的质量，而且裂缝导致桥梁坍塌的事故问题频发发生。桥梁施工裂缝的出现甚至成为了困扰桥梁施工人员和工程技术人员的严重问题。对此，文章就桥梁施工裂缝的形成原因进行深入的分析，并对桥梁施工裂缝的处理方法提出一些可供参考的措旋。

关键词：桥梁；裂缝；成因分析；处理方法

引言

混凝土本来就是带裂缝工作，又由于处于交通流量大，重载车辆多的桥梁结构中，在荷载反复作用，气温、干湿度的反复变化下，就会使产生的裂缝扩展、加宽、密度增加，因此，研究桥梁结构混凝土裂缝的成因和掌握常规的处理方法，对桥梁的施工和养护来说有着十分的必要性。

1桥梁混凝土裂缝分类及成因

裂缝是混凝土结构最常见的病害，公路工程也是如此。混凝土结构裂缝的成因复杂、繁多，有时多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：

1.1桥梁裂缝种类

（1）结构性裂缝：是外部荷载引起的裂缝，也叫受力裂缝，它的分布及宽度与外部荷载关系很大。常常表现为桥梁结构的承载力不足或是内部有其他严重的质量问题。

（2）非结构性裂缝：是材料变形引起的裂缝，比如：空气温度变化导致混凝土收缩等因素引起结构变形，当结构变形受到限制时，内部就产生各种应力，而引起混凝土裂缝。但这种裂缝一旦出现，变形释放后，应力自然消失。

1.2桥梁裂缝成因分析？

（1）桥梁自身应力产生的裂缝

桥梁自身的应力产生裂缝的种类分为桥梁收缩引起的裂缝和温度差异引起的裂缝两大类。第一，桥梁收缩引起的裂缝问题。桥梁的收缩实际上是因为砼在进行凝固的时候内外的收缩不均匀，导致表面上的砼所受到的拉力远远超过了抗拉的强度，从而出现了桥梁的裂缝。桥梁在施工的过程中，混凝土筑后四小时左右时，水泥水化的反应异常激烈和活跃，此时也是分子链逐渐产生和形成的关键时期。分子链形成的时候会出现泌水，这就说明混凝土并没有完全硬化，这就导致塑性收缩的产生。另外，混凝土硬化以后，混凝土表面的泌水会逐渐蒸发，温度也会下降，这时候混凝土的体积会减小，所以会出现缩水干缩的情况。第二，温度差异引起的裂缝问题。温度差异引起的裂缝实际是砼在水泥的凝固过程中放热、太阳光的强烈照射、电弧进行焊接时引起的温度变化，在这些温度的变化下，能够引起收缩和膨胀的情况发生，导致温度应力超过砼所能承受的强度，从而出现桥梁裂缝。每年的温度均存在很大的差异，但是温度的变化一般来说比较缓慢，对桥梁的主要影响是导致其纵向出现位移。桥梁的面板和主要支柱、桥身侧面受到太阳的直射后，局部温度要比其他地方的温度高得多。这样就导致桥梁自身受到约束，桥梁被晒的局部拉应力相对较大，这样就出现了裂缝。

（2）桥梁荷载作用下产生的裂缝

荷载裂缝一般是指混凝土桥梁在常规的动静状态荷载以及桥梁的次应力下产生的裂缝。荷载裂缝主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝，直接应力裂缝就是指桥梁在物体的直接荷载下引起的外部应力产生的裂缝。这种裂缝主要是桥梁表面的荷载超过了它所能承受的应力，次应力裂缝是指桥梁在外部荷载的基础上所引发的次生应力所产生的裂缝。

2桥梁裂缝检测

对于出现裂缝的桥梁构件，先要通过科学检测手段，取得现场数据，鉴别裂缝属于何种性质，是否对结构产生危害，然后对症下药，确定是修复，还是补强加固或是先修复再加固。检测内容包括：①进行混凝土裂缝的检测、鉴定，包括裂缝出现的位置、形态、宽度、裂缝深度的检测，以判断裂缝的性质及危害性；②混凝土强度检测与判定；③混凝土中钢筋检测，确定其位置、根数和锈蚀程度；④检测混凝土的碳化程度及面碳化深度；⑤根据检测鉴定结构的安全及耐久性。⑥根据检测结果提出科学的处理方案。

3桥梁混凝土裂缝的处理措施？

3.1裂缝影响到混凝土结构？

如果桥梁混凝土结构的裂缝影响到该结构的使用性能时，相关人员必须慎重研讨，探讨分析，并找出一种相对经济高效的方法，进而达到混凝土结构加固目的，主要方法有：①钢箍加固法，对于补强梁内特长箍筋及弯起筋不足，抗剪强度达不到设计要求时用此方法再好不过。具体步骤为：将圆钢或扁钢做成斜形或垂直的钢箍，两端开有螺纹纹路，再用螺母将其套入钢板拧紧，或者直接通过焊接方法将两个U型钢箍套在一起，然后打入金属楔楔紧，同时，相关人员必须记住在使用钢箍时需在梁上刻槽以避免滑开；②粘贴加固法：

通过改性环氧树脂粘结剂将钢板粘结到构件混凝土裂缝部位表面，使钢板与混凝土连接成整体共同受力。粘结前，必须将钢材与混凝土表面处理干净，同时，保证粘结层厚度为3毫米左右。目前，结构加固技术中常常采用预应力法加固、加大混凝土结构的面积，喷射混凝土补强加固以及增设支点加固等方法。

3.2裂缝没有影响到混凝土结构

从可靠数据分析可知，确认裂缝在不降低承载力，不影响桥梁混凝土结构正常工作的情况下，主要从以下几方面进行相应的处理：？

（1）表面修补法：对于混凝土裂缝较窄，范围也较小，浆料难以灌入，并且裂縫扩展深度未达到钢筋表面情况下，最好使用面表修补法，该方法一般通常是沿这桥梁混凝土裂缝的表面铺设如环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布等薄膜材料，既能防止裂缝快速延展，又可以保证混凝土结构的正常工作。因此，施工前先用钢丝刷将混凝土表面搽干净，再用清水冲洗表面残渣，将混凝土表面气孔由油灰状树脂填平，然后在其上铺设薄膜，也可直接采用涂刷沥青的方法。

（2）注入法：对于那些宽度较小但较深的裂缝时，可将配置好的修补直接材料注入混凝土内部进行修补，但在注入前确保裂缝处安设有注入管，裂缝周围的其他部位则用表面处理法将其封住，防止注入的浆料外溢。而对于使用低粘度的环氧树脂注入材料时，必须要手动泵或用电动泵将浆料注入缝内进行修补，当裂缝宽大于0.2毫米时，效果更佳。

4桥梁使用阶段裂缝预防措施

防止超载车辆损坏高速公路路面的措施：（1）加强路政管理。由于混凝土桥梁裂缝维修困难、费用高、影响行车安全等特性，过量超载造成路面迅速损坏，仅收点通行费得不偿失。考虑到公路收费还贷问题，以免交通量骤减影响收费，对数量最大的二类车来说，在管理的措施上，采取入口严格稽查的办法，不允许载货量超过交通部2000年2号令第三条第五款规定的车辆进入高速公路，是防止桥面过早破坏的最有效措施。（2）加强混凝土桥梁维护养护，管理各方主体各负其责，分头把关，按照行业规范标准，结合工程实际，严格履行各自职能。

四、结语

我国的桥梁建设正由大规模兴建为主的时期逐步进入到建设和养护维修同时进行的时期。提高桥梁管理水平，保证桥梁的正常运营和延长桥梁使用寿命是桥梁管理维修相关工作者及政府职能部门的重要任务。开展养护维修技术的开发研究，是桥梁养护维修工作者面临的重要课题。