混凝土桥梁裂缝的成因及其处理方法

【摘 要】混凝土因其具有的优势而被广泛应用于桥梁建设，而裂缝的开展严重影响了桥梁的安全。本文对混凝土桥梁裂缝的成因进行了系统的总结，并对其处理方法做了相应的介绍。

【关键词】混凝土桥梁 裂缝成因 处理方法

1.概述

随着我国交通事业的不断发展，混凝土以其取材广泛、价格低廉、高抗压强度、可成型性以及耐火好、难风化、养护费用低等优点被广泛应用桥梁建设中。同时混凝土由于抗拉强度较低，又具有易开裂的不足。混凝土桥梁裂缝产生的原因多而繁杂，但是危害却甚广，因此研究混凝土桥梁裂缝的成因及其处理方法就成为必要。

2.混凝土桥梁裂缝的成因

混凝土桥梁产生裂缝的原因很多，甚至是由多种因素共同作用引起的。但就其根本，混凝土产生裂缝的原因主要有如下几种：

2.1荷载引起裂缝。荷载裂缝主要指桥梁在正常运营状态下，由于动载荷静载引起的裂缝。荷载裂缝就其成因主要分为两种，一种是直接应力裂缝，另一种是次应力裂缝。由于设计阶段计算、施工方法与工艺选择及使用阶段养护等阶段不合理等产生的直接应力引起的裂缝称为直接应力裂缝；次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝，产生的原因有结构物在设计的外荷载作用下，实际的工作状态同常规计算有出入，或者在计算中有忽略不考虑的因素，故而在某些部位引起次生内力导致结构开裂；桥梁结构中凿槽、开洞、设置牛腿后计算图示难以精确模拟，根据经验设置受力钢筋使得桥梁结构与实际结构有出入。

2.2温度变化引起裂缝。温度裂缝是由于物体热胀冷缩的性质而引起的。混凝土结构在内部或者外部环境发生变化时产生变形，因为变形受到约束而在结构内产生应力，当该内力超过混凝土的开裂强度时，混凝土发生开裂。其中主要因素有年月温差引起的裂缝；日照使得桥梁局部升温不同引起的裂缝；极端天气造成温度突降引起的裂缝；施工水化热引起的裂缝等等。

2.3混凝土收缩徐变引起的裂缝。混凝土在整个硬化过程中，由于水分的流失造成混凝土收缩（干缩），在长期的荷载作用下，混凝土亦会因为施加的荷载而发生缓慢的变形（徐变），这些都会引起混凝土的开裂。

2.4地基变位引起裂缝。在结构物中，特别是对于超静定结构，地基的不均匀沉降和水平移位等变形，会引起结构物的内力进而引发结构开裂，主要影响因素有：地质勘查精确度不够、试验资料不够准确；地基地质差异太大或结构荷载差异过大；结构物的基础类型差别较大及基础分期建造；还有其他诸如地基冻胀，桥梁建成后地基条件发生变化以及基础处于不良地质等引起的桥梁基础变位。

2.5 钢筋锈蚀引起裂缝。由于不同的原因导致混凝土内部钢筋锈蚀，而钢筋在锈蚀的过程中体积膨胀到原来体积的2～4倍，从而导致混凝土产生应力进而破坏开裂。

2.6冻胀引起裂缝。由于外部环境气温降低至零下，造成混凝土空隙中的伸入水发生冰冻，水汽冻结的过程中膨胀，从而导致混凝土发生破坏。冻胀引起裂缝的机理同钢筋锈蚀引起裂缝的机理类似。

2.7施工材料和施工工艺引起裂缝。在施工过程中，由于施工材料不达标，从而导致混凝土质量下降，进而在荷载或其他因素的作用下产生裂缝；在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，因施工工艺选择不当、施工质量低劣等原因，造成结构构件开裂。

3.混凝土桥梁裂缝的防治和处理

混凝土桥梁裂缝产生的原因很多，而且复杂，但是究其根本都是由于荷载或变形产生的直接或次生应力引起的，因此，在弄清了裂缝产生的原因后可以采取相应的措施减少甚至避免裂缝的发生。以减少桥梁构件和整体结构的破坏，也减少相应的维护加固损失。

对于荷载裂缝应该通过加强模型的精细程度，使之尽量同实际结构相吻合；对于温度裂缝应该尽量避免结构物处于交替变换的温度环境中；对于收缩徐变引起的裂缝则应该通过加强混凝土养护，使其充分达到其理想强度，减少强化过程中水分流失引起的收缩，减少因强度不足引起的徐变；对于地基变位引起裂缝则应该通过加强地质勘探和基础设计而减少基础变位的可能性；对于钢筋锈蚀引起的裂缝则应该加强混凝土内钢筋的保护；对于冻胀则应加强混凝土的抗渗性；对于施工材料引起和施工工艺引起裂缝则应该加强材料把关和施工工艺把关。尽量降低裂缝的产生，从而为桥梁安全健康运行提供一定的支持。

4.混凝土桥梁裂缝的处理方法

当混凝土桥梁因各种原因无法避免的产生裂缝时，这时为了桥梁的安全起见，就要对桥梁裂缝进行相应的处理。混凝土桥梁裂缝处理的方式主要有如下：

4.1表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。

4.2填充法。用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（〉0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。

4.3.灌浆法。此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

4.4结构补强法 。因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等。

5.结语

混凝土桥梁作为现在交通系统中的重要组成部分，在国民经济发展中起着不可忽视的作用，而桥梁的安全就成为不可忽视的问题，而桥梁裂缝的开展为桥梁的安全埋下了隐患，因此着手研究桥梁裂缝的成因和防治处理方法，是非常关键和重要的。