淺談橋梁施工裂縫成因及防治措施

周曉紅

摘 要：混凝土裂縫是橋梁工程普遍存在的一種質量問題，由混凝土裂縫所帶來的混凝土滲透、破損或表面脫落現象屢禁不止，嚴重影響并損害橋梁工程的質量安全。鑒于此，本篇文章從橋梁運行作存在的安全問題入手，提出要對我國現有橋梁所存在的質量問題加以解決，針對橋梁裂縫的特點以及產生原因進行分析，并提出了一些切實可行的維修方法，以供同行參考。

關鍵詞：橋梁；裂縫；裂縫成因；維修加固；維修措施；研究

路橋作為我國基建工程中的一個重要組成部分，其對我國交通運輸起到了重要的作用。但是，隨著我國交通運輸事業的不斷發展，部分路橋工程因為修建時間過長，在運行管理中逐漸顯現出老化、破損嚴重等狀態，還有一部分路橋工程的橋梁結構存在著嚴重的混凝土開裂、脫層和破損現象，既危害著橋梁工程的結構穩定性，又威脅著路橋工程路面行車的安全。為此，有必要對橋梁裂縫及其產生原因進行探討，并結合橋梁的實際情況，采取正確、有效、可行的維修措施來補救或消除舊橋裂縫，保證橋梁結構安全，進一步延長橋梁的使用年限。

1 混凝土裂縫的危害性

混凝土裂縫幾乎是所有橋梁工程施工和使用中都會出現的一種質量通病，由于施工工序不當，或施工管理不到位而引發的混凝土裂縫，對橋梁工程結構穩定性以及橋梁整體質量有著嚴重的影響。尤其是對于我國的橋梁工程來說，由于橋梁的使用年限相對較長，橋梁本身就可能存在著各種各樣的質量問題，包括混凝土裂縫。橋梁工程中，由于鋼筋混凝土結構本身便具有一定的微型裂縫因素，再加上外部自然環境因素、混凝土施工因素等多種因素的共同影響，便極容易導致橋梁結構出現開裂、破損以及混凝土表層嚴重現象，形成質量病害，危及橋梁的結構安全，也不利于路橋路面行車，給行車安全造成威脅。

2 混凝土構件裂縫的產生原因

在路橋工程的建設施工中，路橋橋梁主體結構所采用的主要施工構件是鋼筋混凝土。而對于鋼筋混凝土這一構件形式來說，其應用于橋梁工程施工中時，是帶著裂縫工作的，確切來說，其實是由于鋼筋混凝土這一結構本身便具有一定的微型裂縫，所以當其應用于橋梁工程施工時，其結構本身便是裂縫因素的攜帶者。因此，對于橋梁結構后來所出現的混凝土裂縫，在很大程度上都是由于鋼筋混凝土結構中所存在的微型裂縫導致。通常認為，路橋工程中橋梁裂縫產生的主要原因大多是由于混凝土材料發生變形約束后，所引起的內應力超過了材料的抗拉強度，從而引起混凝土裂縫。

2.1 混凝土裂縫產生的原因

混凝土之所以會產生裂縫的原因有很多種，包括介質的侵蝕、溫度變化所造成的凍融破壞、混凝土材料碳化、混凝土構成材料選擇和配合比不當、鋼筋銹蝕以及施工工序不合理等等。下面針對路橋工程中混凝土裂縫的產生原因作詳細分析和論述。

2.1.1 侵蝕性介質腐蝕。侵蝕性介質腐蝕所引起的混凝土裂縫，其主要原因是因為混凝土結構內部含有某些化學成分，當這些化學成分和外界某些具有侵蝕性的介質產生接觸后，便容易發生化學反應，進而對混凝土結構的產生影響或破壞，導致混凝土表面裂縫的產生，嚴重者還會威脅到混凝土的內部結構。

2.1.2 凍融破壞。混凝土凍融破壞現象的主要表現形式是，混凝土表面，乃至混凝土內部結構中存在大量的孔隙和裂縫，路橋建成之后，如果碰上下雨天氣，雨水會通過孔隙慢慢滲透到混凝土的內部結構中；當外界溫度降至零點或零點以下時，滲入到混凝土結構孔隙中的水分便會凍結膨脹，從而使混凝土孔壁受到壓縮而變形；而當溫度升高，外界溫度不再處于零點時，混凝土孔隙中已經結成冰的水分會慢慢融化，使混凝土孔壁產生一定的拉力。在舊橋工程的多年使用過程中，混凝土經過多次的反復凍融后，其結構本身便容易出現開裂現象，進而降低混凝土結構的強度。

2.1.3 混凝土的碳化。在大氣環境下，橋梁結構的破壞主要是鋼筋的混凝土保護層碳化，堿性降低，混凝土出現裂縫，大氣中的氧氣和水深入混凝土中到達鋼筋表面，并發生化學反應，引起體積膨脹，使混凝土產生裂縫。

2.1.4 材料選配不當形成缺陷和裂縫。使用過期水泥，骨料含泥過量，含活性SiO2，水泥中含堿量過高，骨料石灰石、水泥水化熱等。

2.1.5 施工工藝因素。混凝土的拌制。拌和設備是500型強制式攪拌機，操作方面，如果拌和時間過短，從而影響混凝土的均勻性，即形成的混凝土水灰比超過了設計用量，水灰比過大，混凝土干縮量加大，產生干縮裂縫。

2.2 混凝土自身應力形成的裂縫

2.2.1 收縮裂縫。混凝土凝固時，一些水份與水泥顆粒結合，使體積減少，稱為凝縮。另一些水份蒸發，使體積減小，稱為干縮，凝縮和干縮合稱為收縮。混凝土的干燥過程是由表面逐步擴展到內部的，在混凝土內呈現含水梯度。因此產生表面收縮大，內部收縮小的不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內部混凝土承受壓力。當表層混凝土所產生的拉力超過其抗拉強度時，便產生收縮裂縫。

2.2.2 溫度裂縫。混凝土受水泥水化放熱、陽光照射、夜間降溫等因素影響而出現冷熱變化時，將發生收縮和膨脹，產生溫度應力，溫度應力超過混凝土抗拉強度時，即產生裂縫。施工違反操作規程形成裂縫。混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發，引起混凝土澆注時坍落度過低，使得在混凝土體積中出現不規則的網狀裂縫等。

3 橋梁裂縫維修與加固常見病害處理方法

3.1 橋梁裂縫維修的幾種常見方法

3.1.1 對混凝土存在的蜂窩麻面、松散、空洞、破碎、剝落以及由鋼筋銹蝕膨脹引起保護層破損采用專用修補砂漿進行修補。

3.1.2 對空心板梁邊、中板板底裂縫較為集中分布的區域，采用碳纖維進行結構補強處理。

3.2 橋梁裂縫維修與加固施工流程順序

3.2.1 以現場實際為依據，并檢查病害的發展與增加情況，以確保施工下料準確。

3.2.2 清理混凝土破損、鋼筋銹蝕的區域。

3.2.3 對鋼筋外露銹蝕部位以及銹蝕探查所確定的鋼筋銹蝕區域進行鋼筋除銹、防銹處理。

3.2.4 對混凝土存在的蜂窩麻面、松散、空洞、破碎、剝落以及由鋼筋銹蝕膨脹引起保護層破損的部位進行修補處理。

3.2.5 對結構各部位存在的裂縫進行灌注或封閉處理。

結束語

綜上所述，混凝土橋梁裂縫的發生，除環境因素外，大多數情況下是有害物質以結構中的微裂縫或毛細孔為通道，以水或氣體為載體，在結構中逐步擴散進行的。混凝土橋梁的裂縫處理措施應是針對結構裂縫或毛細孔道的處理，提高原結構的密實度和防水抗滲性能。

參考文獻

[1]程海華.混凝土橋梁裂縫防治措施[J].China's Foreign Trade，2011（4）.

[2]王良明.淺析橋梁裂縫產生的原因[J].建設科技，2008（17）.

[3]李偉，張艷紅.鋼筋混凝土橋梁裂縫產生原因及處治[J].黑龍江科技信息，2010（12）.