钢筋混凝土桥梁裂缝成因及修补措施

摘 要：介绍了钢筋混凝土桥梁裂缝的形成原因及修补措施，以加强桥梁结构物的经常性维修整治，使其处于良好的工作状态。

　　关键词：混凝土桥梁 裂缝 修补

　　在钢筋混凝土、部分预应力混凝土甚至全预应力混凝土桥梁中都有出现裂缝的可能，采取一定的设计和施工措施，许多裂缝是可以克服和控制的。通过对各种混凝土桥梁裂缝产生原因进行分析，提出了克服和控制裂缝的措施，以便设计和施工过程中参考。

　　1 荷载引起的裂缝

　　混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂锋称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

　　(1)直接应力裂缝

　　是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，其产生的原因如下：

　　①设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理，结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算等。

　　②施工阶段不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻转、起吊、运输、安装等。

　　③使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的撞击，发生大风、大雪、地震、爆炸灾害等。

　　(2)次应力裂缝

　　是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝，其产生的原因如下：

　　①在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出人或计算考虑不周，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。

　　②桥梁结构中经常需要凿槽．、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，若处理不当。在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处等容易出现裂缝。在设计上，应注意避免结构突变(或断面突变)，当不能回避时，应做局部处理。

　　2 桥粱梁体出现裂缝的修补法

　　1、小裂缝或没有结构作用的裂缝可采用封闭处理，如用环氧树脂胶涂刷封闭，或用工具沿裂缝裸露面锯或凿，使缝扩大成槽形豁口后，在每条裂缝两边5～10mm范围内处理干净，然后用各种粘结材料进行填充封闭。

　　2、当钢筋混凝土构件产生主拉应力裂缝(不是很严重时)，可采用在裂缝处加箍使裂缝封闭的方法。箍可用扁钢焊成或圆钢制成，可直箍也可斜箍，其方向应和裂缝垂肓。

　　3、注射环氧树脂胶液并加配钢筋的修补法：具体做法是钻与结构面成45o并与裂缝成9Oo交叉的可钻3～4个孔，然后分别插入钢筋，再在孔中与裂缝中注入环氧树脂胶液封闭裂缝与孔洞，使钢筋与原构件形成一个整体，从而达到加强截面强度的目的。

　　4、钢板粘贴修补方法，即用环氧基液粘结剂涂在整个钢板上，然后将其压粘于待修补的裂缝位置的方法。为使钢板粘贴牢固，一般多采用雎贴法，也可采用在钢板与被修补构件表层空隙内注入粘贴剂的注入法。所用钢板可用整块钢板，也可按照裂缝位置采用带状钢板，如在修补悬臂梁挂梁处裂缝时，两种情况都可采尉。

　　3 其他裂缝的修补方法

　　3．1 表面封闭修补法

　　3．1．1 表面涂抹法

　　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。

　　3．1．2 “v”形或“u”形槽口充填修补法

　　在用上述表面涂抹处理不能充分修补的情况下，可采用此方法：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。

　　3．1．3 凿深槽嵌补法

　　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。

　　3．1．4 表面啧浆法

　　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。

　　3．1．5 打箍加固封闭法

　　当钢筋混凝土产生主应力裂缝时，可采用在裂缝处加箍使裂缝封闭的方法。箍可用扁钢焊成或圆钢制成，可以直箍也可以斜箍。其方向应和裂缝方向垂直。箍与梁的上下面接触处可垫以角钢或钢板。角钢或钢板面积及箍的横截面积，按修补加固部位主应力的大小、箍的安全应力及混凝土的抗压强度通过计算确定。

　　3．2 压力灌浆法修补裂缝

　　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人缝隙内并使其扩散、胶凝固化。以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。

　　3．2．1 水泥灌浆修补法

　　实施灌浆前应对修补部位裂缝再仔细检查一遍，以确定修补数量、范围、钻孔眼位置及浆液数量。灌浆—般采用不低于42。5级的普通硅酸盐水泥，灌浆压力一般为4．05×105 Pa～6．08×105 Pa，浆液浓度一般不小于1．6：1(水与水泥的质量比)。灌浆加压设备，在工程量较大时宜采用灌浆机、灌(压)浆泵，也可采用风泵加压。工程量不大时可用手压泵施工，工程量特小时，可采用类似打气简等工具改制成的注射器施工。

　　3．2．2 化学灌浆法修补裂缝

　　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2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0．1 mm以上时采用环氧灌浆。甲凝灌浆是以甲基丙烯酸甲酯为主体，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0．1 mm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2大部分，用灌浆机分2路送至灌浆孔口混合装置再灌人裂缝。

　　灌浆可采用单孔或群孔同时灌浆，但必须留有一定数量的排气孔。当在长裂缝上同时布有几个灌浆孔时。可按裂缝的深浅由下而上的顺序进行灌浆。当用灌浆泵进行灌浆时，压力一般由小至大逐步升高，达到设计压力后，再保持压力稳定，直至灌浆达到一定要求再将阻塞器上的进浆管阀门关闭，以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。

　　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。

　　3．3 粘贴钢板法

　　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，从而提高对活载的抵抗力。用于粘贴的钢板厚度一般为4．5mm～6 mm，而混凝土与钢板的黏结剂一般采用环氧基液黏结剂。

　　3．3．1 注入法黏贴钢板

　　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El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，施工时一般用木槌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。

　　3．3．2 压黏法粘贴钢板

　　在混凝土表面及钢板表面各涂1mm～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。用这种方法一般不会残留气泡，黏结效果也好，此法适用于混凝土表面平整的场合。

　　4 结 语

　　随着我国公路桥梁事业的发展和裂缝开展机理的进一步研究，影响因素逐渐量化。随着结构计算理论的发展和计算软件的应用，大部分因素对混凝土裂缝的影响能够较准确的计算出来，采取适当的措施可以预防和控制裂缝开展。施工工艺的改进和施工人员素质的提高，严格按照设计和规范施工也是预防和控制施工裂缝的有效方法。

　　参考文献：

　　[1]刘效尧．桥梁损伤诊断[M]．北京：人民交通出版社，2002．

　　[2]项海帆．高等桥梁结构理论[M]．北京：人民交通出版社，2002．