橋梁結構裂縫及其加固技術處理問題研究

岳增冬

摘要：近年來，隨著我國經濟的迅速發展，交通基礎設施呈現出迅猛的發展趨勢，我國各地混凝土橋梁的建造非常多。但是在建設和使用橋梁時總會不同程度的出現裂縫，這些裂縫不僅嚴重的影響了橋梁建設的質量，而且裂縫導致橋梁坍塌的事故問題頻發發生。橋梁施工裂縫的出現甚至成為了困擾橋梁施工人員和工程技術人員的嚴重問題。對此，文章就橋梁施工裂縫的形成原因進行深入的分析，并對橋梁施工裂縫的處理方法提出一些可供參考的措旋。

關鍵詞：橋梁；裂縫；成因分析；處理方法

引言

混凝土本來就是帶裂縫工作，又由于處于交通流量大，重載車輛多的橋梁結構中，在荷載反復作用，氣溫、干濕度的反復變化下，就會使產生的裂縫擴展、加寬、密度增加，因此，研究橋梁結構混凝土裂縫的成因和掌握常規的處理方法，對橋梁的施工和養護來說有著十分的必要性。

1橋梁混凝土裂縫分類及成因

裂縫是混凝土結構最常見的病害，公路工程也是如此。混凝土結構裂縫的成因復雜、繁多，有時多種因素互相影響，但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要因素。混凝土橋梁裂縫的種類，就其產生的原因，大致可劃分如下幾種：

1.1橋梁裂縫種類

（1）結構性裂縫：是外部荷載引起的裂縫，也叫受力裂縫，它的分布及寬度與外部荷載關系很大。常常表現為橋梁結構的承載力不足或是內部有其他嚴重的質量問題。

（2）非結構性裂縫：是材料變形引起的裂縫，比如：空氣溫度變化導致混凝土收縮等因素引起結構變形，當結構變形受到限制時，內部就產生各種應力，而引起混凝土裂縫。但這種裂縫一旦出現，變形釋放后，應力自然消失。

1.2橋梁裂縫成因分析？

（1）橋梁自身應力產生的裂縫

橋梁自身的應力產生裂縫的種類分為橋梁收縮引起的裂縫和溫度差異引起的裂縫兩大類。第一，橋梁收縮引起的裂縫問題。橋梁的收縮實際上是因為砼在進行凝固的時候內外的收縮不均勻，導致表面上的砼所受到的拉力遠遠超過了抗拉的強度，從而出現了橋梁的裂縫。橋梁在施工的過程中，混凝土筑后四小時左右時，水泥水化的反應異常激烈和活躍，此時也是分子鏈逐漸產生和形成的關鍵時期。分子鏈形成的時候會出現泌水，這就說明混凝土并沒有完全硬化，這就導致塑性收縮的產生。另外，混凝土硬化以后，混凝土表面的泌水會逐漸蒸發，溫度也會下降，這時候混凝土的體積會減小，所以會出現縮水干縮的情況。第二，溫度差異引起的裂縫問題。溫度差異引起的裂縫實際是砼在水泥的凝固過程中放熱、太陽光的強烈照射、電弧進行焊接時引起的溫度變化，在這些溫度的變化下，能夠引起收縮和膨脹的情況發生，導致溫度應力超過砼所能承受的強度，從而出現橋梁裂縫。每年的溫度均存在很大的差異，但是溫度的變化一般來說比較緩慢，對橋梁的主要影響是導致其縱向出現位移。橋梁的面板和主要支柱、橋身側面受到太陽的直射后，局部溫度要比其他地方的溫度高得多。這樣就導致橋梁自身受到約束，橋梁被曬的局部拉應力相對較大，這樣就出現了裂縫。

（2）橋梁荷載作用下產生的裂縫

荷載裂縫一般是指混凝土橋梁在常規的動靜狀態荷載以及橋梁的次應力下產生的裂縫。荷載裂縫主要分為直接應力裂縫和次應力裂縫，直接應力裂縫就是指橋梁在物體的直接荷載下引起的外部應力產生的裂縫。這種裂縫主要是橋梁表面的荷載超過了它所能承受的應力，次應力裂縫是指橋梁在外部荷載的基礎上所引發的次生應力所產生的裂縫。

2橋梁裂縫檢測

對于出現裂縫的橋梁構件，先要通過科學檢測手段，取得現場數據，鑒別裂縫屬于何種性質，是否對結構產生危害，然后對癥下藥，確定是修復，還是補強加固或是先修復再加固。檢測內容包括：①進行混凝土裂縫的檢測、鑒定，包括裂縫出現的位置、形態、寬度、裂縫深度的檢測，以判斷裂縫的性質及危害性；②混凝土強度檢測與判定；③混凝土中鋼筋檢測，確定其位置、根數和銹蝕程度；④檢測混凝土的碳化程度及面碳化深度；⑤根據檢測鑒定結構的安全及耐久性。⑥根據檢測結果提出科學的處理方案。

3橋梁混凝土裂縫的處理措施？

3.1裂縫影響到混凝土結構？

如果橋梁混凝土結構的裂縫影響到該結構的使用性能時，相關人員必須慎重研討，探討分析，并找出一種相對經濟高效的方法，進而達到混凝土結構加固目的，主要方法有：①鋼箍加固法，對于補強梁內特長箍筋及彎起筋不足，抗剪強度達不到設計要求時用此方法再好不過。具體步驟為：將圓鋼或扁鋼做成斜形或垂直的鋼箍，兩端開有螺紋紋路，再用螺母將其套入鋼板擰緊，或者直接通過焊接方法將兩個U型鋼箍套在一起，然后打入金屬楔楔緊，同時，相關人員必須記住在使用鋼箍時需在梁上刻槽以避免滑開；②粘貼加固法：

通過改性環氧樹脂粘結劑將鋼板粘結到構件混凝土裂縫部位表面，使鋼板與混凝土連接成整體共同受力。粘結前，必須將鋼材與混凝土表面處理干凈，同時，保證粘結層厚度為3毫米左右。目前，結構加固技術中常常采用預應力法加固、加大混凝土結構的面積，噴射混凝土補強加固以及增設支點加固等方法。

3.2裂縫沒有影響到混凝土結構

從可靠數據分析可知，確認裂縫在不降低承載力，不影響橋梁混凝土結構正常工作的情況下，主要從以下幾方面進行相應的處理：？

（1）表面修補法：對于混凝土裂縫較窄，范圍也較小，漿料難以灌入，并且裂縫擴展深度未達到鋼筋表面情況下，最好使用面表修補法，該方法一般通常是沿這橋梁混凝土裂縫的表面鋪設如環氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布等薄膜材料，既能防止裂縫快速延展，又可以保證混凝土結構的正常工作。因此，施工前先用鋼絲刷將混凝土表面搽干凈，再用清水沖洗表面殘渣，將混凝土表面氣孔由油灰狀樹脂填平，然后在其上鋪設薄膜，也可直接采用涂刷瀝青的方法。

（2）注入法：對于那些寬度較小但較深的裂縫時，可將配置好的修補直接材料注入混凝土內部進行修補，但在注入前確保裂縫處安設有注入管，裂縫周圍的其他部位則用表面處理法將其封住，防止注入的漿料外溢。而對于使用低粘度的環氧樹脂注入材料時，必須要手動泵或用電動泵將漿料注入縫內進行修補，當裂縫寬大于0.2毫米時，效果更佳。

4橋梁使用階段裂縫預防措施

防止超載車輛損壞高速公路路面的措施：（1）加強路政管理。由于混凝土橋梁裂縫維修困難、費用高、影響行車安全等特性，過量超載造成路面迅速損壞，僅收點通行費得不償失。考慮到公路收費還貸問題，以免交通量驟減影響收費，對數量最大的二類車來說，在管理的措施上，采取入口嚴格稽查的辦法，不允許載貨量超過交通部2000年2號令第三條第五款規定的車輛進入高速公路，是防止橋面過早破壞的最有效措施。（2）加強混凝土橋梁維護養護，管理各方主體各負其責，分頭把關，按照行業規范標準，結合工程實際，嚴格履行各自職能。

四、結語

我國的橋梁建設正由大規模興建為主的時期逐步進入到建設和養護維修同時進行的時期。提高橋梁管理水平，保證橋梁的正常運營和延長橋梁使用壽命是橋梁管理維修相關工作者及政府職能部門的重要任務。開展養護維修技術的開發研究，是橋梁養護維修工作者面臨的重要課題。