鋼筋混凝土橋梁裂縫成因及修補(bǔ)方法

【摘 要】裂紋、裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)常見的缺陷之一，根據(jù)公路橋梁的特點(diǎn)，從荷載、收縮、銹蝕、基礎(chǔ)變形等對(duì)鋼筋混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行簡(jiǎn)單分析及修補(bǔ)方法。

【關(guān)鍵詞】橋梁；裂縫；原因；修補(bǔ)

【Abstract】The crack， the crack are one of concrete structure common flaws， according to the highway bridge characteristic， from the load， the contraction， the corrosion， the foundation distortion and so on has the reason to the reinforced concrete bridge Liang crack to carry on the simple analysis and the patching method.

【Key words】Bridge；Crack；Reason；Patching

在橋梁檢查養(yǎng)護(hù)中發(fā)現(xiàn)，部分T型截面或U型截面鋼筋混凝土橋梁的梁肢或腹板上出現(xiàn)裂縫，裂縫多出現(xiàn)在靠近橋梁跨中部位，多呈豎直狀，個(gè)別橋梁裂縫長(zhǎng)度較大，裂縫深度貫穿梁肢，橋梁的裂縫特征概括如下：

橋墩、主梁、蓋梁、橋面板和護(hù)欄都有開裂現(xiàn)象，裂縫形式包括塑性收縮裂縫和硬化收縮裂縫。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的原因大致有以下幾種。

1 荷載作用

研究表明，引起橋梁梁體開裂的原因是多方面的，將開裂機(jī)理歸結(jié)為單一原因的情況是極少的，但從根本上講，結(jié)構(gòu)開裂的一個(gè)重要原因是其抗彎和抗剪能力不足，對(duì)橋梁梁體而言，彎曲正應(yīng)力彎曲剪應(yīng)力及組合應(yīng)力超過梁體混凝土抗裂強(qiáng)度是主要原因。

1）彎曲應(yīng)力：大部分開裂的橋梁在役時(shí)間較長(zhǎng)，其設(shè)計(jì)施工時(shí)由于計(jì)算方法、設(shè)計(jì)理念較落后；

2）橋梁的橫向振動(dòng)及交變荷載的作用：橋梁受活載作用時(shí)引起的振動(dòng)是梁體開裂的另一個(gè)原因。

2 收縮引起的裂縫

在實(shí)際工程中，混凝土因收縮引起的裂縫是最常見的?；炷潦湛s主要有塑性收縮、縮水收縮（干縮）、自生收縮和碳化收縮4種。

3 溫度變化

混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形受到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生裂縫。溫變裂縫區(qū)別于其它裂縫的最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。引起溫度變化主要因素有：

3.1 年溫差

一年四季溫度不斷變化，但變化相對(duì)緩慢，它對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移。一般可通過設(shè)置橋面伸縮縫、支座或柔性墩等構(gòu)造措施進(jìn)行協(xié)調(diào)，但結(jié)構(gòu)的位移受到限制時(shí)就會(huì)引起溫度裂縫。

3.2 日照

橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽(yáng)曝曬后溫度明顯高于其它部位， 從而構(gòu)件的溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用，局部拉應(yīng)力增大，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。日照和驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。

3.3 水化熱

在施工過程中，大體積混凝土（厚度超過2.0m）澆注之后由于水泥水化放熱，致使內(nèi)部溫度很高（可達(dá)70℃以上）。內(nèi)外溫差太大引起表面出現(xiàn)裂縫。

3.4 蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng)引起混凝土驟冷驟熱、內(nèi)外溫度不均，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

4 鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋。表面混凝土堿度降低，或由于氮化物的介入，引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋被侵入的水分和氧氣銹蝕，銹蝕物體積增長(zhǎng)約2～4倍，從而對(duì)周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫.要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用足夠的保護(hù)層厚度，施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實(shí)性，防止氧氣侵入。同時(shí)嚴(yán)格控制含氛鹽的外加劑用量。

5 基礎(chǔ)變形

由于地質(zhì)勘察精度不夠，試驗(yàn)資料不準(zhǔn)，地質(zhì)條件變化等造成基礎(chǔ)不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)物中產(chǎn)生附加應(yīng)力超過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

6 裂縫修補(bǔ)方法

6.1 表面裂縫封閉處理：1）表面涂抹；2）“V”形或“U”形槽口充填修補(bǔ)；3）鑿深槽嵌補(bǔ)；4）表面噴漿；5）打箍加固封閉法。

6.2 壓力灌漿法修補(bǔ)裂縫：1）水泥灌漿修補(bǔ)法；2）化學(xué)灌漿法修補(bǔ)裂縫。

6.3 粘貼鋼板施工法：1）注入法粘貼鋼板；2）壓粘法粘貼鋼板。

7 結(jié)束語(yǔ)

裂縫是混凝土構(gòu)件普遍存在的一種現(xiàn)象，引起混凝土開裂的原因很復(fù)雜，實(shí)際上每一條的裂縫的產(chǎn)生均由幾種因素組合作用而成。混凝土裂縫的出現(xiàn)會(huì)影響美觀，嚴(yán)重的將影響結(jié)構(gòu)的安全。裂縫的出現(xiàn)，將引起受力鋼筋的銹蝕，影響橋梁運(yùn)行安全。設(shè)計(jì)疏漏、施工質(zhì)量低劣、養(yǎng)護(hù)不力、使用不當(dāng)均可能使鋼筋混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫。鋼筋混凝土的裂縫都是有規(guī)定的，允許一定的裂縫存在，但對(duì)于影響橋梁的結(jié)構(gòu)受力和工作性能，危及橋梁安全的裂縫必須高度重視，必須對(duì)其進(jìn)行調(diào)查、分析和驗(yàn)算，以判斷裂縫的性質(zhì)和對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而提出合理的工程整治措施。正確分析混凝土開裂原因是混凝土工程修補(bǔ)或補(bǔ)強(qiáng)加固的前提。

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[責(zé)任編輯：丁艷]