浅谈混凝土桥梁裂缝的成因及治理措施

刁立波

摘要：提高混凝土桥梁的耐久性，控制结构的裂缝，是桥梁工程的一个重点和难点。本文章分析混凝土桥梁裂缝的成因，对既有桥梁的裂缝，根据不同情况，采取的有针对性的治理方案进行治理，保障了结构的安全运营。并介绍几种混凝土桥梁裂缝的修补方法，包括表面封闭修补法、化学灌浆法、黏贴钢板施工法等。

关键词：桥梁；裂缝；成因；控制；治理；保护

Abstract: improve the durability of concrete bridge, the crack control structure, is the bridge engineering a key and difficult. This paper analyzes the cause of cracking of concrete bridge, both the crack of bridge, according to the different conditions, take the targeted management plan management, guarantee the safe operation of the structure. And introduce several kinds of concrete bridge crack repair methods, including surface closed repair method, chemical grouting method and paste steel construction method, etc.

Keywords: bridge; Crack; Cause; Control; Management; protection

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

大连快轨三号线桥梁正线共有14座高架桥部分，梁型采用单箱单室预应力混凝土连续箱梁，正线桥梁地段为双线桥梁，联络线地段为单线桥梁。全长总计达11公里多。因此桥梁的运营维护占有十分重要的位置。桥梁在建造和使用过程中，会受到环境影响、有害化学物质的侵蚀，并承受车辆碰撞、风、雨雪、流水等外力作用，同时由于采用的材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度地损伤和劣化。更要指出的是，有些桥梁在设计时存在一些构造上的缺陷，以及施工中的质量问题，加速了这些病害的形成和发展，病害的主要体现之一就是混凝土裂缝的发生与发展。

一、混凝土桥梁裂缝的分类及成因

根据裂缝形成的原因，基本可将其分为两大类。一种是由于桥梁结构的承载力或刚度不足，在荷载作用下产生的裂缝。通常有纵向裂缝和横向裂缝两种。另—种是施工时由于质量工艺影响而出现的裂缝，这类裂缝通常产生在钢筋混凝土桥梁和圬工桥梁中。由于裂缝是桥梁上的重大病害之一，因此不管是哪一种裂缝，只要裂缝的宽度和数量超出规范允许的范围和限度，都会导致结构恶化，影响到桥梁的承载能力和使用寿命，应该引起高度的重视，及时进行修补。

1 、荷载引起裂缝

混凝土桥梁在静、动荷载及次应力作用下产生裂缝，其裂缝产生原因有：设计阶段，结构受力假设与实际受力不符；结构安全系数不够；结构设计时不考虑施工的可行性；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足等。施工阶段，施工场地随便堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装等。运营阶段，偶然荷载的影响，比如上下行车辆加速和减速位置重合，对桥梁形成的扭转作用。

2、 施工工藝质量引起的裂缝

与施工有关的原因，混凝土在浇筑、制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度产生原因有拌和不均匀，搅拌时间过长，浇灌速度过快，振捣不充分，接缝处理不当，保护层厚度不够或钢筋被扰动，模板漏浆，支撑下沉，拆模过早，初期受冻，初期养护不够，硬化前受振动或加荷，预应力混凝土过早张拉或超张拉，养护混凝土时内外温差过大。

二、混凝土桥梁裂缝的修补方法

造成桥梁病害的原因是各种各样的，这就需要我们在实际工作中针对桥梁的具体缺陷和病害进行具体分析，确定该桥存在的缺陷和病害产生的原因，找出影响耐久性的各方面因素，为今后延长桥梁的使用寿命奠定良好的基础。对于桥梁的裂缝而言，要判明裂缝的种类，并进行有针对性的处理。

1、表面封闭修补法

（1）、表面涂抹。通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜，在裂缝宽度有可能变动时，可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。

（2）、“V”形或“U”形槽口充填修补。在只用上述表面涂抹处理不能充分修补的场合，可采用如下方法：在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口，然后用树脂砂浆充填修补。填补前要用钢丝刷清除凿后已浮动的混凝土碎片，必要时可先上底层涂料然后填塞树脂砂浆。

（3）、凿深槽嵌补。先沿裂缝凿一条深槽，槽形根据裂缝位置和填补材料而定，然后在槽内嵌补各种黏结材料，如环氧砂浆、沥青、甲凝等。

（4）、表面喷浆。喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。根据裂缝的部位、性质和修补要求与条件，可采用无筋素喷浆，或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。

2、 化学灌浆法

此法可使结构重新结合为整体、阻断空气和水分进入梁体，避免腐蚀钢筋。对静止裂缝的修补，裂缝开展已基本稳定的情况，一般以环氧树脂等化学材料并施加低压灌注至混凝土裂缝中。对活动裂缝的修补，处于继续开展而未稳定的裂缝，应在分析并控制裂缝开展使其稳定后，方可进行修补加固。

先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭仅留出进浆口及排气孔，然后将配制的较低黏度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化，以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。

灌浆材料应具备黏结强度高、可灌性好等基本要求，一般常采用环氧和甲凝两类材料。环氧灌浆是以环氧树脂为主体，它的黏结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高，裂缝宽度在0.1mm以上时采用环氧灌浆。甲凝灌浆是以甲基丙烯酸甲酷为主体，它具有黏度低可灌性好、抗拉强度高等特点，常用于修补裂缝宽度在0.1mm以下的细裂缝。

灌浆一般采用纯压法灌浆。对于细小裂缝浆液需要较长的胶凝时间，常采用单液法灌浆。此时将所用的浆液在泵前混在一起，用灌浆机进行灌注。对于较宽的裂缝，要求浆液胶凝时间较短，常采用双液法灌浆，此时将所用的浆分成两大部分，用灌浆机分两路送至灌浆孔口混合装置再灌入裂缝。

灌浆完毕待浆液聚合固化后，即可将灌浆嘴一一拆除，并用环氧胶泥抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆，确保封闭严实，并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。

3、黏贴钢板施工法

黏贴钢板施工法是将整个钢板黏贴于待修补的裂缝位置上，使其与原有的混凝土成为整体，从而提高对荷载的抵抗力。用于黏贴的钢板厚度一般为4.5～6mm，而混凝土与钢板的黏结剂一般采用环氧基液黏结剂。

（1）、注入法黏贴钢板。这种方法是在混凝土表面与钢板之间加垫块等使两者之间保持一定空隙，并用环氧树脂胶泥封闭四周，而后从注入口注入环氧树脂，同时排出空隙中的空气。由于是从一方注入因而容易残留气泡，施工时一般用木锤随时敲打钢板来确定是否灌实。这种施工法虽然费时，但即使混凝土表面不平整也可进行施工。

（2）、压黏法黏贴钢板。这种施工方法是在混凝土表面及钢板表面各涂上1～2 mm厚的环氧树脂，然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上，随着环氧树脂被挤出，黏贴面之间的空气也被排出。用这种方法几乎不会残留气泡，黏结效果也好。

三、结 语

在桥梁混凝土施工过程中，采取合理的设计措施，采用科学的施工工艺，严格施工管理，就可以提高混凝土本身抗拉性能，减少混凝土裂缝的产生，保证工程质量，避免因出现裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故的发生。在实践中，不断总结经验，用科学系统的方法研究混凝土工程裂缝，才能得到控制混凝土裂缝有效的最优方法。对已经产生的裂缝，根据其不同特点采用相应的治理方法，使裂缝对构件或结构的危害降到最小。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。混凝土产生裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以有效控制的，裂缝的控制与防治应从设计与施工养护等多方面进行。