浅析混凝土桥梁裂缝的成因以及应对措施

高凌云

【摘要】随着我国公路建设步伐的加快，桥梁工程在其中也逐渐占据重要地位。在桥梁建筑中混凝土是应用比较普遍的材料。但是因为混凝土的裂缝而产生的桥梁质量问题已经屡见不鲜，成为我们急需解决的问题。裂缝是混凝土结构和水泥制品比较常见的病害，如何防止裂缝的扩大成为问题的关键。本文从裂缝的成因以及如何应对裂缝的可行性处理办法入手进行了简要的分析。

关键词： 桥梁裂缝；混凝土；处理方法

Abstract: With the accelerated pace of China''s highway construction, bridge projects in which gradually occupy an important position. The concrete in bridge construction is the more common materials. But because the cracks lead the concrete bridge quality problems have been common, we urgently need to solve the problem. Cracks in concrete and cement products are the more common diseases, how to prevent the cracks expand and become the crux of the problem. In this paper, start with a brief analysis on the causes of cracks and how to deal with cracks in the feasibility of approach.Key words: bridge cracks; concrete; approach

中图分类号：TU377 文献标识码： A 文章编号：

引言

混凝土被普遍的应用到工程建设中的原因是它具备取材比较容易、价格比较经济、耐火性不错、难以风化和低养护费用等优点。混凝土裂缝是因为在混凝土内部应力和外部的荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的。裂缝是混凝土结构中不可回避的话题，这与混凝土拉位能力比较差有很大的关系。裂缝的危害巨大，有些裂缝在荷载、化学因素和外界物理的作用下会不断地扩展，降低混凝土的耐久性和抗冻性，严重时威胁到人们生命财产的安全，所以必须裂缝的出现进行有效分析，采取一定的措施予以控制。

一、裂缝的种类以及形成原因

通过多年的工程实践，经综合分析桥梁工程中的裂缝大体可以分为三类。即由外荷载引起的直接应力裂缝、由外荷载引起的次应力裂缝和变形应力引起的裂缝。只有对这三种裂缝进行认真分析，充分认识和了解裂缝的形成原因，才能找寻出有效地解决办法。

（一）外荷载引起的直接应力产生的裂缝

其出现的原因主要有以下几点。

1、设计计算阶段

在结构计算时由于个人原因出现部分漏算或者根本不计算的严重情况；结构受力假设与工程实际桥梁中的实际受力存在严重不符；荷载计算存在漏洞有漏算或者少算的情况；内力与配筋存在计算上错误；刚进设置又存在偏少或者布置上错误；在进行结构设计的时候未把施工的可能性考虑在内；结构安全设计不尽合理，安全系数不够高等。

2、施工阶段

在桥梁上随意堆放材料和施工工具，有些工程或者施工人员对结构的受力特点不了解，不加考虑的翻转、起吊、运输、安装；施工存在不规范行为，有不按设计图纸施工的情况，擅自更改结构，施工顺序,改变结构受力模式；机械振动下的疲劳强度验算是必不可少的，但有根本不做等情况。

3、使用阶段,

在桥梁上发生车辆的撞击；超出设计载荷的重型车辆从桥梁上通过；有超过设计；自然条件的限制比如发生大雪、大风、爆炸、地震等灾害。

（二）外荷载引起的次生应力产生裂缝

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。在实际工程中次应力裂缝是产生裂缝的主要原因。

1、次应力裂缝多属剪切、张拉、劈裂性质。

2、在进行混凝土桥梁设计中需要注意的是要避免断面突变或者结构突变。如果实在无法回避就需要做局部的处理。如转角处做成圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

（三）变形应力引起的裂缝

这种结构变形主要由不均匀沉降、膨胀、收缩、温度等原因引起，变形一旦受到约束就会产生应力，当混凝土的极限强度不足以承受应力时裂缝就会出现。

1）温度变化引起的裂缝

混凝土本身具有热胀冷缩的性质，当混凝土的内外部环境一旦发生变化就会使混凝土发生变形。如果变形则肯定会受到约束，混凝土结构内部就会产生应力，当混凝土的极限强度不足以承受应力时裂缝就会出现。温度裂缝不同于其它裂缝，同其它裂缝相比较温度裂缝有比较明显的特点，它是随温度的变化而变化，温度升高裂缝就会扩张，温度降低裂缝就会收缩。经过对温度裂缝的实验与研究发现引起温度变化的主要原因是日照、温度的突然降低、水化热作用、冬季施工不善和年温差变化等。

2）收缩引起的裂缝

收缩裂缝在实际的工程中也是比较常见的，混凝土的收缩种类主要是干缩和塑性收缩，这是混凝土体积变形的主要原因；另外还有碳性收缩和自生收缩这两种方式。通过对收缩裂缝的研究表明，引起收缩裂缝的主要原因是水泥、骨料品种选择的因素、标号及用量、外掺剂、水灰比、养护方式的科学、振捣的方式与时间和外界环境等因素。

3）地基变形引起的裂缝。

由于桥梁的水平方向位移或者基础竖向不均匀沉降，附加应力就会在结构中产生，当混凝土的极限强度不足以承受应力时裂缝就会出现。通过对此种裂缝的研究证明产生基础不均匀沉降的原因是在进行地质勘察时工作人员的勘察精确度不够、试验资料也不够准确、地基的地质有比较大的差异、桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，不均匀沉降有可能会出现。

4）钢筋锈蚀引起的裂缝

钢筋锈蚀引起的裂缝也是比较常见的裂缝之一。如果想要防止钢筋锈蚀，在设计时就必须按照规范的要求有效地控制裂缝的宽度，采用足够的保护层厚度。在进行施工时我们更应当注意到对混凝土的水灰比要予以控制，要防止氧气的进入就要加强振捣的次数，保证混凝土的密度。另外还要同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。 5）冻胀引起的裂缝。

如果施工地大气温度降低在0度以下时，混凝因为吸水比较饱和就会出现冰冻的情况。混凝土出现冰冻就会使混凝的体积增大进而产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在-78度以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。如果在冬季施工对对预应力孔道灌浆后必须采取有力的保温措施，否则会在沿着管道的方向会产生冻胀裂缝。

二、裂缝处理措施

对于桥梁建筑上出现的裂缝必须予以控制，否则会严重影响整个工程的质量，然而裂缝的种类和特点各有不同，对不同种类的裂缝要有不同的处理措施。通常的处理措施有灌浆法、表面修补法、结构加固法和混凝土置换法等。下面我们就对这几种方法进行简单的介绍。 ィㄒ唬┍砻嫘薏狗

表面修补法是一种应用比较普及的修补方法，它适用于对结构的承载力没有影响的便面裂缝和深层次裂缝的处理。处理的方式也并不困难，把环氧胶泥、水泥浆涂抹在裂缝的表面或者把油漆、沥青等防腐材料在表面涂刷进行防护，为防止裂缝的扩大化可在裂缝的表面用玻璃、纤维布进行黏贴。 (二) 结构加固法

当桥梁上的裂缝使混凝土结构性能遇到危机时，采取结构加固法是不错的选择。通过对几次大规模结构加固的工程实践中的总结，结构加固主要有以下几种方式，把混凝土结构的截面面积加大，在构件的角部外包型钢、采用增设支点加固、喷射混凝土补强加固、预应力法加固及粘贴钢板加固。

（三）灌浆法

它的处理原理是通过压力设备把胶结材料硬性压入桥梁上出现的混凝土裂缝中，目的是使把胶结材料和裂缝形成一个整体。这种方法主要应用与有防渗要求的裂缝和对桥梁的主体有影响的裂缝中。通常所用的材料有环氧树脂、聚氨酯、甲基丙烯酸酯等化学材料。（四）混凝土置换法。    处理严重损坏混凝土的有效方法经常用混凝土置换法。

第一步剔除损坏的混凝土，

第二步、在已经剔除的部位换入新的混凝土或其它材料。

目前我国在这种情况下常用的置换材料有：普通混凝土、聚合物、改性聚合物混凝土、水泥砂浆等。

参考文献:

[1]J T G D6022004 ,公路桥涵设计通用规范[ S] .

[2]J T G D6222004 ,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[ S]

[3]路明.混凝土桥梁裂缝产生的原因及预防控制措施[J].山西建筑.2007（4）

[4]岳克勤.混凝土桥梁裂缝的成因及防治建议[J]. 科技资讯.2007（7）  [5] 律百军.钢筋混凝土桥梁裂缝的分析与控制[J]. 山西建筑2007（19）[6]鲁海潮.桥梁混凝土裂缝的成因及防治探讨[J].交通科技.2007（3）