桥梁裂缝产生的原因及治理措施

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400047)

一、混凝土桥梁裂缝的产生的原因

混凝土是一种非匀质脆性材料，由骨料、水泥及气体和水组成。在温度和湿度等各种变化的条件下，硬化并产生体积变形，同时由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成在骨料与水泥粘结面或水泥本身之间出现裂缝。混凝土桥梁裂缝形成的原因是非常之多的，而且很多裂缝的形成都不是受单一因素的影响，但原因大致可以分以下几种。

(一)温度变化导致裂缝的形成

混凝土热胀冷缩的特点使得结构的内外部温差较大时，混凝土极易产生变形，由于混凝土已经被固定在相应的位置上，因此当变形受到约束产生的应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土的表面或内部就会产生温度裂缝。由温度变化而产生裂缝的主要原因如下：1.年温差的影响，一年四季温度的差异较大，年温度差异过大会影响桥梁的纵向位移，可通过设置支座位移或伸缩缝来减轻这种纵向位移。因为只要桥梁的结构位移不受约束，才不会产生较大的应力，从而避免裂缝的形成。2.日照。由于太阳光只能照到向阳的一侧，而对桥面板下部不能受到阳光的照射，特别是在夏天，桥面板上下部分温度有较大的差异，从而使桥梁有较大的变形，而此时变形又受到约束，所以会产生较多的裂缝。

(二)荷载引起裂缝。荷载裂缝是指桥梁的混凝土构件在荷载的作用下所产生的裂缝。混凝土桥梁所受到的荷载动荷载和静荷载，最能引起桥梁裂缝的是动荷载，它包括车辆行驶荷载、风力荷载等，动荷载可能导致结构的内部产生变化的应力，因为桥梁在建筑中所使用的各种材料其实并不是连续的，有着一定的缺陷，因此在荷载以及应力的循环作用之下，就会使这些缺陷逐步加大，从而产生部分裂缝。

(三)钢筋锈蚀引起的裂缝。由于混凝土只能承受压力不能承受拉力，因此对于桥梁来说，拉力是由钢筋来承担的，所以钢筋对于裂缝的形成有至关重要的作用，所以对于钢筋的保护，防止其生锈是控制裂缝形成的重要手段。

(四)地基基础变形引起的裂缝。由于基础竖向不均衡沉降或水平方向位移，使结构中产生巨大的附加应力，从而导致桥梁结构开裂，地基基础不均衡沉降的原因有：1.由于桥梁都位于自然条件受限制的地方，自然状况比较复杂，因此地质勘察不能完全的勘察清楚，勘察精度不够，同时也导致了实验材料不准，因此在施工试用阶段，极易导致基础变形，因此导致裂缝的形成；2.结构荷载差异大，由于桥梁各部位的重量不同，而在地质勘查资料比较一般的情况下，容易产生不均衡沉降。

(五)施工过程中所使用的材料导致的裂缝。混凝土主要是由水泥、沙、骨料、外加剂以及水搅拌而成，配置的混凝土如果由于所用的材料质量不合格，不能满足结构设计所要求的，那么在浇筑完混凝土后，极易导致裂缝的出现。具体原因如下：1.水泥存放时间过长，已板结或受潮，质量达不到要求，均可能时混凝土强度不足，导致混凝土开裂。2.拌合水及外加剂，当拌合水中或外加剂中氧化物等含量较高时，则会对钢筋的锈蚀有较大的影响，从而导致许多裂缝的产生。

(六)施工工艺引起的裂缝。在混凝土的施工过程中。如果施工过程没有按照施工图纸给出的施工顺序，则导致质量低劣，同时也会产生纵向的、横向的裂缝。特别是在梁或者板弯矩较大地方更容易产生裂缝。具体情况如下：1.施工过程中，对于模板拆除过早，导致混凝土强度不足，使得构件在自重荷载作用下产生裂缝。2.在浇筑混凝土的过程中，振捣时间太短，部分地方没振捣等是混凝土振捣不密实，不均匀，从而导致钢筋极易锈蚀或混凝土强度不足，从而产生许多裂缝。

二、混凝土桥梁裂缝的治理措施

对于裂缝对的治理措施，对于目前来说，主要还是以预防裂缝发生为目的，对于裂缝产生，怎样能快速、高效，方便，节约的来处理裂缝，是裂缝能够恢复，从而不影响结构的安全，从而需要大量的研究。

(一)裂缝治理原则。1.必须充分了解桥梁的设计意图同时也包括技术要求，严格遵循设计和施工规范的有关规定。2.应认真分析裂缝的性质和形成裂缝的原因，根据不同部位的不同受力情况和结构的使用要求，分别采用不同的治理方法。

(二)预防性为主的治理裂缝措施。1.对于裂缝控制的形成，首先需要做的就是要对各类施工材料的质量严格把控，各类材料的质量对混凝土的强度有直接的影响。2.尽量减少环境误差的影响，在施工过程中，要注重材料，配料等环节。

(三)裂缝治理方法。适用于以承载力无影响的表面及深进裂缝以及大面积细裂缝防渗、漏水的处理。主要有以下几种：1.表面涂抹修补法。本方法就是在裂缝的相应位置处涂树脂保护膜，防止雨水进入，从而起到修复的作用。2.槽口修补的方法。本方法就是在开裂的地方用电锤或其他方法将开裂的地方凿出口子，紧接着用砂浆在裂缝处进行修补，以此来对对裂缝进行修补。

(四)内部修补法。该方法就是用高压的泵将胶结料打进裂缝中，从而可以修复裂缝，维持结构的整体性。一般情况下，对于比较大的裂缝，采用高等级的水泥砂浆，但对于较大的裂缝，就需要采取化学灌浆的方法。1.水泥灌浆。该方法的施工程序第一步是需要钻孔和冲洗，第二步是止浆同时包括埋管，第三步是试水和灌浆。等浆液压进去之后，需要振捣密实。2.化学灌浆。化学灌浆同水泥灌浆相比较，具有很多的优点，比如可灌性好，同时也比较容易控制凝结时间，因此对恢复结构整体性的效果比水泥灌浆好，对于水泥灌浆不能进行修补以及条件有限制的时候，可以采用化学灌浆。

(五)结构加固法。该方法主要是针对对结构的安全使用有较大影响的宽裂缝以及贯穿的裂缝进行加固和修补，主要有三种方式：1.加设钢筋混凝土围套。当裂缝处四周有较大的空间尺寸情况下，在结构外部一边或者多边处设置钢筋混凝土围套，以此来提高结构的刚度，也能增加结构的承载力。2.加钢套箍。在桥梁有裂缝的部位的周围增加钢筋或者其他钢材形成套箍，使有裂缝的部位箍紧，从而有效防止裂缝继续扩大，同时也能提高结构的刚度和承载力，进行加固时应该使套箍与混凝土紧密接触，以此来保证他们共同受力。3.设置预应力拉杆。在有裂缝的结构下面增加预应力拉杆，以此来使裂缝的宽度不能继续增加，同时也能有效减小裂缝宽度，以此方法能有效提高结构承载力。钢材表面应涂刷漆或者其他方法来保护刚才不生锈。

结语

一座桥梁从建成到使用、由于设计疏漏、施工低劣、管理不当、监管不严、养护不到位成桥后车辆、轮船的碰撞等均能使混凝土桥梁出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。同时也要求从事研究人员的我们，要在针对裂缝发生后，如何有效的解决裂缝，使之不会威胁到结构的安全上多下功夫，从而使我国的桥梁乃至世界的都能够更加的安全。