论文部分内容阅读
【摘 要】 针对混凝土桥梁使用过程中常见的裂缝现象，从设计、施工及运营管理等三个方面阐述了产生的原因及主要影响因素，针对裂缝维修处理也提出了相应的处理办法和几点体会。
【关键词】 桥梁 混凝土 裂缝
近来，我国交通事业迅猛发展，公路通行能力的逐渐提高，促进了桥梁建设的不断提高。许多人的头脑里还存在着“只修不养，重建轻养”的传统观念，忽视了桥梁的维护与管理工作，使得许多桥梁在使用过程中，由于管养不当，出现各种病害，桥梁的承载力和通行能力大大降低，甚至造成桥梁垮塌的严重断桥事件。建成的桥梁经过长期使用后，内外多种因素会使桥梁的安全度有所下降，有大量的混凝土桥梁不同程度地出现了裂缝现象，桥梁的耐久性及承载能力大大下降，以致影响车辆人员的安全通行。这一问题始终困扰着广大桥梁工程技术人员。因此，在对桥梁进行科学评估的基础上，有必要对混凝土桥梁裂缝成因进行分析，以便于采取相应的修补措施。
在桥梁建造和使用过程中，混凝土裂缝经常出现。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力和外部荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的。并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断扩展，不但会影响混凝土表面的美观、减小钢筋的混凝土保护层厚度，而且易引发混凝土面层剥落，加速钢筋的锈蚀，降低混凝土的抗冻性及耐久性，严重时甚至发生垮塌事故，所以必须加以控制。笔者根据多年的桥梁施工、管理经验，谈谈有关桥梁混凝土裂缝出现的原因、预防措施和处理方法，可供桥梁工程技术人员参考。
一、裂缝形成的原因
1.设计方面
1）设计因素考虑不周。箱梁的腹板过薄，箱梁与箱梁之间未设横隔板或者设置横隔板数远远不够，致使整体性较差，单梁受力对梁体造成严重的病害。2）设计计算出现错误。由于荷载考虑不周，计算错误等，配筋不足，形成裂缝。
2.施工方面
1） 地基基础变形。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，导致结构出现裂缝。2）施工方案选择不当。如混凝土配合比控制不严，计量出现偏差，坍落度控制不利，在混凝土浇筑时侧模板不牢靠，模板走形或模板间隙不严密，浇筑时漏浆严重，混凝土表面呈现蜂窝麻面。
3.维护管理方面
1）长期超负荷运营。大件车、集装车、超重车的出现加重了桥梁的负荷，加快了桥梁损坏的进程。另外车辆超重、超载超限现象已较严重。使得桥梁长期处于超负荷工作状态 2） 大自然风、霜、雨、雪的侵蚀，环境污染的日益加重，造成桥梁的自身老化、破损，使得桥梁“寿命”缩短。3）养护不当产生的裂缝。冗陷、空洞、裂缝等毛病在日常养护中没有及时修补，造成混凝土剥落、钢筋外露锈蚀。
二、混凝土裂缝的修补方法
裂缝产生了，解决它的方法自然而然也随之产生。随着施工经验的发展，现在混凝土裂缝修补的方法有很多：如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等，其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。
1.低压注浆法适用于宽度为0.2～0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—粘贴注浆和封闭裂缝—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
2. 开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为：开槽—涂刷界面处理浆—压抹聚合物砂浆—养护。
3.涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补，也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理，以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为：清扫—刮腻子—涂刷底层涂料—涂刷主层涂料—涂罩面层。
混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子（混凝土修补胶：粉料=1：1.8～2.0）填充补平，待干后用砂布磨平，再进行底层涂刷（混凝土修补胶：粉料=1：0.7～0.8），涂料在使用前要通过铁窗纱过滤，除去杂质和团块。主层涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且两次涂刷方向最好是相互垂直。
这三种方法可以单独使用，也可以同时使用。如桥梁裂缝的修补可先注浆，在涂膜封闭；而对于路面、墩台的粗大裂缝则采用开槽填补发为宜；为了防止钢筋锈蚀，混凝土受到有害离子的腐蚀，则可以采用涂膜防水处理。
三、几点体会
1.各种裂缝处理依据裂缝产生部位情况等分别对其进行处理：不影响结构正常使用的裂缝，处理时只是将裂缝填塞修补，防止水浸入及腐蚀性侵入对钢筋产生进一步锈蚀；裂缝在.2mm～0.5 mm时不再扩展，用封缝胶封堵；裂缝在0.5 mm～1.5 mm时（或更宽的裂缝），用注胶封缝处理（封缝胶及注入胶液，有专门生产的科研机构，目前常用北京出的TCL系列修补剂）。
2.凡因为荷载作用产生的裂缝，应该采取合理的计算模型、限制施工机具的堆放、限制超过设计荷载的重型车辆过桥等方法避免。此类裂缝或正在发展的裂缝，建议使用粘贴碳纤维布或锚粘钢板处理。但不论用哪种方法，均需对原裂缝进行注胶封缝处理，不应出现只在裂缝外涂色，内部裂缝依旧的情况。
3.养护管理期间应对混凝土桥梁的裂缝病害及时检测，详细记录裂缝位置数量类型、分析原因、跟踪观察裂缝发展趋势，正确判定裂缝劣化程度。
4. 在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。比如，强化桥梁技术人员的培训，增添桥梁检查、检测仪器设备，确保桥梁安全正常的使用。
目前，学术界对混凝土桥梁裂缝的原因有不同的观点，只有通过正确的桥梁结构检查，加上及时准确的分析、判断结构的病害，采取正确的措施和方法，才是保持桥梁结构使用功能和寿命的重要手段。只有搞清楚了裂缝的机理，才能对症下药。所以，我们一定要要积极贯彻“建养并重”的方针，将桥梁的检测、检查、维修与养护、加固与改造工作列入议事日程。我相信只要施工人员本着一颗认真负责的心，严格按规定要求施工，严把质量关。就必定能防患于未来，尽可能地降低混凝土桥梁裂缝的出现。
参考文献
[1] 洪雪峰 张冬 ，桥梁混凝土裂缝产生的原因和处理措施 中国鸣网，2011.6.20
[2] 刘辉，混凝土桥梁裂缝成因分析，城市道桥与防洪，2010（2）
【关键词】 桥梁 混凝土 裂缝
近来，我国交通事业迅猛发展，公路通行能力的逐渐提高，促进了桥梁建设的不断提高。许多人的头脑里还存在着“只修不养，重建轻养”的传统观念，忽视了桥梁的维护与管理工作，使得许多桥梁在使用过程中，由于管养不当，出现各种病害，桥梁的承载力和通行能力大大降低，甚至造成桥梁垮塌的严重断桥事件。建成的桥梁经过长期使用后，内外多种因素会使桥梁的安全度有所下降，有大量的混凝土桥梁不同程度地出现了裂缝现象，桥梁的耐久性及承载能力大大下降，以致影响车辆人员的安全通行。这一问题始终困扰着广大桥梁工程技术人员。因此，在对桥梁进行科学评估的基础上，有必要对混凝土桥梁裂缝成因进行分析，以便于采取相应的修补措施。
在桥梁建造和使用过程中，混凝土裂缝经常出现。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力和外部荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的。并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断扩展，不但会影响混凝土表面的美观、减小钢筋的混凝土保护层厚度，而且易引发混凝土面层剥落，加速钢筋的锈蚀，降低混凝土的抗冻性及耐久性，严重时甚至发生垮塌事故，所以必须加以控制。笔者根据多年的桥梁施工、管理经验，谈谈有关桥梁混凝土裂缝出现的原因、预防措施和处理方法，可供桥梁工程技术人员参考。
一、裂缝形成的原因
1.设计方面
1）设计因素考虑不周。箱梁的腹板过薄，箱梁与箱梁之间未设横隔板或者设置横隔板数远远不够，致使整体性较差，单梁受力对梁体造成严重的病害。2）设计计算出现错误。由于荷载考虑不周，计算错误等，配筋不足，形成裂缝。
2.施工方面
1） 地基基础变形。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，导致结构出现裂缝。2）施工方案选择不当。如混凝土配合比控制不严，计量出现偏差，坍落度控制不利，在混凝土浇筑时侧模板不牢靠，模板走形或模板间隙不严密，浇筑时漏浆严重，混凝土表面呈现蜂窝麻面。
3.维护管理方面
1）长期超负荷运营。大件车、集装车、超重车的出现加重了桥梁的负荷，加快了桥梁损坏的进程。另外车辆超重、超载超限现象已较严重。使得桥梁长期处于超负荷工作状态 2） 大自然风、霜、雨、雪的侵蚀，环境污染的日益加重，造成桥梁的自身老化、破损，使得桥梁“寿命”缩短。3）养护不当产生的裂缝。冗陷、空洞、裂缝等毛病在日常养护中没有及时修补，造成混凝土剥落、钢筋外露锈蚀。
二、混凝土裂缝的修补方法
裂缝产生了，解决它的方法自然而然也随之产生。随着施工经验的发展，现在混凝土裂缝修补的方法有很多：如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等，其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。
1.低压注浆法适用于宽度为0.2～0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—粘贴注浆和封闭裂缝—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
2. 开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为：开槽—涂刷界面处理浆—压抹聚合物砂浆—养护。
3.涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补，也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理，以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为：清扫—刮腻子—涂刷底层涂料—涂刷主层涂料—涂罩面层。
混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子（混凝土修补胶：粉料=1：1.8～2.0）填充补平，待干后用砂布磨平，再进行底层涂刷（混凝土修补胶：粉料=1：0.7～0.8），涂料在使用前要通过铁窗纱过滤，除去杂质和团块。主层涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且两次涂刷方向最好是相互垂直。
这三种方法可以单独使用，也可以同时使用。如桥梁裂缝的修补可先注浆，在涂膜封闭；而对于路面、墩台的粗大裂缝则采用开槽填补发为宜；为了防止钢筋锈蚀，混凝土受到有害离子的腐蚀，则可以采用涂膜防水处理。
三、几点体会
1.各种裂缝处理依据裂缝产生部位情况等分别对其进行处理：不影响结构正常使用的裂缝，处理时只是将裂缝填塞修补，防止水浸入及腐蚀性侵入对钢筋产生进一步锈蚀；裂缝在.2mm～0.5 mm时不再扩展，用封缝胶封堵；裂缝在0.5 mm～1.5 mm时（或更宽的裂缝），用注胶封缝处理（封缝胶及注入胶液，有专门生产的科研机构，目前常用北京出的TCL系列修补剂）。
2.凡因为荷载作用产生的裂缝，应该采取合理的计算模型、限制施工机具的堆放、限制超过设计荷载的重型车辆过桥等方法避免。此类裂缝或正在发展的裂缝，建议使用粘贴碳纤维布或锚粘钢板处理。但不论用哪种方法，均需对原裂缝进行注胶封缝处理，不应出现只在裂缝外涂色，内部裂缝依旧的情况。
3.养护管理期间应对混凝土桥梁的裂缝病害及时检测，详细记录裂缝位置数量类型、分析原因、跟踪观察裂缝发展趋势，正确判定裂缝劣化程度。
4. 在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。比如，强化桥梁技术人员的培训，增添桥梁检查、检测仪器设备，确保桥梁安全正常的使用。
目前，学术界对混凝土桥梁裂缝的原因有不同的观点，只有通过正确的桥梁结构检查，加上及时准确的分析、判断结构的病害，采取正确的措施和方法，才是保持桥梁结构使用功能和寿命的重要手段。只有搞清楚了裂缝的机理，才能对症下药。所以，我们一定要要积极贯彻“建养并重”的方针，将桥梁的检测、检查、维修与养护、加固与改造工作列入议事日程。我相信只要施工人员本着一颗认真负责的心，严格按规定要求施工，严把质量关。就必定能防患于未来，尽可能地降低混凝土桥梁裂缝的出现。
参考文献
[1] 洪雪峰 张冬 ，桥梁混凝土裂缝产生的原因和处理措施 中国鸣网，2011.6.20
[2] 刘辉，混凝土桥梁裂缝成因分析，城市道桥与防洪，2010（2）