市政橋梁結構裂縫及加固技術處理研究

馬運峰

市政交通是城市發展的基礎，在城市化發展環境下，我國市政市政道路交通得到了迅速發展，以混凝土為結構的橋梁工程得到了廣泛應用。實踐過程中，混凝土結構的市政橋梁容易出現結構裂縫現象，其不僅影響市政橋梁工程的穩定性和耐久性，更對人們的出行造成極大阻礙。新時期，進行市政橋梁結構裂縫的防控已成為現代市政建設的重要組成部分，本文就此展開分析。

一、市政橋梁結構的主要危害

隨著經濟的發展與城市化建設的深入，混凝土市政橋梁工程的建設數目不斷增加。然而受多種因素影響，混凝土結構開裂是市政橋梁結構的一種常見病和多發病，對橋梁工程的質量造成重大影響。從應用過程來看，市政橋梁結構裂縫的危害主要表現在以下方面：其一，橋梁結構裂縫的存在使得其整體性受到影響，外部環境中的破壞因子極易進入市政橋梁內部，造成混凝體的碳化和鋼筋腐蝕，進而影響整體的穩定性和耐久性，阻礙其城市服務功能的發揮。其二，市政橋梁結構是城市交通運輸的重要承擔著，一旦橋梁結構出現裂縫損傷，極易對其運行的安全性造成影響，威脅人們出行的人身安全與財產安全。其三，市政道路橋梁是城市形象的外在體現之一；較高質量的市政橋梁工程能夠實現城市形象的良好塑造，而橋梁結構裂縫的存在就會對城市的形象造成負面影響，因而亟需進行必要的防控和處理。

二、市政橋梁結構裂縫的類型及成因

磚、石、混凝土砌體是市政橋梁結構的重要組成。實踐過程中，這些材料的抗拉能力相對較弱，極易因外部受力而造成結構裂縫的產生和橋梁損壞。就橋梁結構裂縫產生的過程來看，其主要的類型和成因包含以下方面：

1.市政橋梁裂縫的分類

受材料特性的影響，市政橋梁裂縫的產生幾乎無可避免；實現其裂縫類型的全面把控，能夠為裂縫成因的分析及加固處理提供基礎保證。實踐過程中，市政橋梁裂縫主要包含以下四種類型：其一，主拱圈開裂，主拱圈開裂包含了中波縱向裂縫、拱向裂縫和橫系梁裂縫三種基本情況。其二，混凝土開裂，混凝土開裂是市政橋梁結構最常見的裂縫種類，這種裂縫會造成橋面的坑洼現象，影響道路的耐久性和車輛運行平穩性。目前，甩梁體開裂和橋面鋪裝混凝土損壞是其主要的兩種表現形態。其三，橋面鋪裝損壞，實踐過程中，市政橋梁結構的鋪裝厚度會保持在10～25mm，在主梁約束，高速行車沖擊、磨耗及天氣作用下，其受力狀況頻發變化，由此造成了橋面鋪裝的損壞。其四，橋梁伸縮縫損壞，與其它裂縫類型相比，伸縮縫裂縫會對橋梁梁板、蓋梁的耐久性和安全性造成影響，損壞其主體結構，因而危害性極大。

2.市政橋梁結構裂縫產生原因分析

市政橋梁結構裂縫嚴重影響著橋梁的使用安全；要實現其應用安全的合理控制，必須對其裂縫產生原因進行準確分析，然后針對性的進行防治。就目前而言，市政橋梁結構裂縫主要由以下原因造成：

（1）鋼筋銹蝕

鋼筋是市政橋梁結構的主要約束因子，實踐過程中，一旦橋梁結構的保護層施工不合理、砼材料質量較差，就容易應二氧化碳侵蝕而造成碳化現象，降低砼結構的堿性；此時，空氣中的氯離子會被大量吸引而聚集在鋼筋表面，影響鋼筋結構表面氧化膜的穩定性，進而導致鋼筋表面行程氧化銹蝕反應。其不僅影響了鋼筋對橋梁結果的約束力；更會應氫氧化鐵的存在而導致內部體積膨脹，進而使得砼結構產生膨脹壓力，造成保護層的開裂及剝落，影響整體的應用安全。

（2）荷載裂縫

受力荷載是橋梁裂縫產生的重要原因，其包含了直接應力裂縫和次應力裂縫兩種狀況。直接應力屬于表層荷載，通常情況下，其產生與物質的直接接觸過程中，譬如車輛的沖擊、磨耗等。而次應力荷載裂縫則是在外部荷載間接作用下而產生的應力裂縫。從橋梁裂縫產生的過程來看，荷載裂縫的產生與橋梁的結構設計具有重大關系，因此在實踐中應做好橋梁的體態設計。

（3）塑性裂縫

塑性裂縫主要是由以下原因造成的：其一，混凝土市政橋梁施工過程中，混凝土的澆筑施工會產生一系列的水化反應，在其實現過程中，分子鏈的形成會導致水分的直接蒸發，進而造成失水收縮反應，形成市政橋梁的塑性裂縫。其二，市政橋梁混凝土施工過程中，在自重作用下，混凝土骨料會出現下沉現象，此過程一旦被鋼筋阻擋，就會沿著鋼筋的走向形成裂縫。另外，混凝土硬化過程中，一旦沉實的過程不均勻，就極易使得梁腹板同梁翼緣或頂板相交接處出現裂縫，影響市政橋梁的整體應用安全。

（4）干縮裂縫

市政橋梁施工后，其橋梁結構中的水分會在物理作用下不斷揮發，進而使得其整體的結構不斷縮小，然而在施工過程中，橋體結構具有一定的約束應力，約束力和收縮力產生一定的破壞，從而導致裂縫的產生，此即為干縮裂縫。需要注意的是，混凝土市政橋梁的內外水分損失速度是不同的，這會導致其收縮變形的不均勻，從而加大干縮裂縫的發生頻率。實踐過程中，市政橋梁鋪裝層過薄是導致干縮裂縫產生的重要原因。

另外在應用過程中，市政橋梁結構長期處于室外環境，較大的季節溫差變化及濕度變化使得橋梁結構局部結構產生膨脹、收縮效應，拉應力的增加造成了結構裂縫的產生。

三、市政橋梁結構裂縫的加固處理措施

隨著城市化建設的不斷深入，人們對于市政橋梁的質量要求不斷提升；基于此，進行橋梁結構裂縫的加固處理勢在必行。從應用過程來看，市政橋梁結構裂縫的加固處理包含了表面處理法、灌漿法和結構補強法三種基本形式。

1.表面處理法

表面處理法是市政橋梁結構處理的常見工藝，其包含了表面補貼和表面涂抹兩種基本形式。具體而言，如果市政橋梁的裂縫相對較小，且寬度較細，此時就需要通過表面涂抹的方式對其進行控制；而一旦裂縫的規格相對較大，就應該通過補貼的形式，實現防滲堵漏作用的有效實現。在表面處理法下，規格較小、受損較為簡單的市政橋梁結構裂縫可以得到有效的加固，進而確保整體的應用安全。

2.灌漿法

水泥漿、石灰漿、化學漿液、瀝青漿液是灌漿法應用的主要形態。進行灌漿法應用的根本目的在于實現市政橋梁結構內部的充實，進而確保整體結構的完整和穩定性。實踐過程中，灌漿法的應用應注意以下要點把控：其一，對橋梁結構裂縫表面脫離的部分進行去除，同時做好噴漿部位的清潔和濕潤；其二，合理的測量裂縫的長度和寬度，在明確其修補規格的基礎上，做好灌漿壓力、漿液濃度、漿液種類的有效選擇；其三，確保灌漿部分與橋梁原結構的有效粘合。灌漿法應用過程中，漿液的濃度是其加固質量控制的核心所在。就石灰漿應用而言，其是通過橋梁結構內部的孔眼進行灌入的；橋梁結構的內部壓力不同，其裂縫內部的孔眼大小也會存在差異，一旦石灰漿濃度過高，就會導致其灌入難度較大，從而影響整體的加固修補質量。因此在加固實踐中，施工人員必須注意灌漿濃度與裂縫規格的高度匹配。

3.結構補強法

作為市政橋梁裂縫加固的重要方式，結構補強法的應用類型較為廣泛，其具體包含了以下四種基本類型：其一，增加構建截面補強。該方法應用過程中，增加主筋和增加混凝土截面是結構裂縫加固的兩種基本方式。其中增加主筋的方式較為常用，該方法在斷續雙面焊接法的控制下，將新主筋焊接在原箍筋的下方，在鏈接箍筋的基礎上，對橋梁結構進行整體保護。其二，增設構件加固，與其他方式相比，增設構件進行結構補強的限制條件較為嚴格，一旦地基承載能力較弱，則該方法適應性較差。其三，加固粘貼力度補強法。該方法主要應用于橋梁結構薄弱環節或受拉力邊緣位置，其在鋼板、鋼筋、及玻璃鋼的粘貼作用下，實現了橋梁縫隙部位的有效加固，確保了其整體的穩定性。在加固粘貼力度法中，環氧樹脂膠液是其常用的粘貼材料。其四，體外應力加固法。在體外應用加固法中，橋梁的受力狀態得以改變，其保證了橋梁受力荷載的平衡與穩定，進而避免了裂縫的進一步擴大，實現了橋梁結構穩定性的有效控制。

四、結論

城市化建設下，市政橋梁工程的建設數量不斷增加，實現橋梁裂縫的防治和加固處理，能夠有效地提升其整體穩定性和耐久性，就有良好的工程應用價值和社會經濟價值。實踐過程中，工程人員只有充分認識到橋梁結構裂縫的危害性，并在分析其原因的基礎上，做好科學化的加固技術處理。唯有如此，才能實現市政橋梁結構裂縫的有效控制，進而推動市政工程的進一步發展。