旧桥裂缝产生原因分析及维修方法探讨

摘 要：桥梁结构物在长期使用中， 不可避免地会产生混凝土开裂、破损等， 这将影响到结构的正常使用， 严重的甚至引起交通事故及缩短结构的使用年限。为此，本文主要就桥梁裂缝产生原因作了相关的分析，并提出了具体的预防维修方法，以供参考。

关键词：桥梁；裂缝；原因；预防方法

引 言：桥梁质量是桥梁建设的核心，但目前桥梁施工中经常出现裂缝的现象，桥梁的安全受桥梁裂缝的巨大威胁，因此，找出桥梁施工出现裂缝的具体原因并做出防治措施是势在必行的。

1 桥梁施工产生裂缝的主要原因

1.1 荷载形成的裂缝

产生荷载裂缝的原因主要由于施工人员安全意识淡薄，在施工过程中将一些无论能否用到的机械和器材摆放出来，大大超出了原有的额定载重量，不理解预制结构的受力情况，导致不合理地翻身、不按要求地安装、无限制地运输等，并且为求速度及经济利益，无视设计图纸的施工顺序，违背设计图纸的受力模式，施工裂缝因此产生。

1.2 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

1.3 伸缩裂缝

蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。三是收缩引起的裂缝。在实际工程中， 混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中， 塑性收缩和缩水收缩（ 干缩） 是发生混凝土体积变形的主要原因， 另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明， 影响混凝土收缩裂缝的主要因素有： 水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。

1.4 地基变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移， 使结构中产生附加应力， 超出混凝土结构的抗拉能力， 导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有： 地质勘察精度不够、试验资料不准； 地基地质差异太大；结构荷载差异太大； 结构基础类型差别太大； 地质冻胀； 桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时， 可能造成不均匀沉降。

1.5 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足， 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面， 使钢筋周围混凝土碱度降低， 或由于氯化物介入， 钢筋周围氯离子含量较高， 均可引起钢筋表面氧化膜破坏， 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应， 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约 2-4 倍， 从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离， 沿钢筋纵向产生裂缝， 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀， 使得钢筋有效断面面积减小， 钢筋与混凝土握裹力削弱， 结构承载力下降， 并将诱发其它形式的裂缝， 加剧钢筋锈蚀， 导致结构破坏。

1.6 施工材料形成的裂缝

砂、水泥以及骨料是混凝土的主要原材料，当这些材料达不到要求时，结构裂缝就会出项。比如当水泥游离的氧化钙含量超过标准时，在凝结过程中，氧化钙水化会因此变慢，致使在混凝土凝结之后依然可以起水化的作用，固定强度的混凝土因此遭到破坏，混凝土的抗拉强度也随之下降，若水泥中含较高的碱量，碰到碱活性的骨料时往往出现碱骨科反应，裂缝也会因此产生。

1.7 施工工艺质量形成的裂缝

在施工过程中，混凝土结构要经过一系列的过程，如运输、浇制、存放以及养护等等，如果施工工艺达不到要求、施工质量水平低下，往往出现横向或纵向的、表面或深层的各种裂缝，更容易出现细长薄壁的结构。不同的施工工艺会引起不同程度的裂缝。

2 桥梁裂缝的预防处理方法

2.1 设计阶段

设计上需要注意的由于桥面越来越宽，而且桥梁结构受力状态复杂所以在设计上要对箱体进行整体受力分析和刚度变化分析对靠近支座一定范围内的箱体进行抗弯、抗扭叠加分析与验算，适当增加构造钢筋。还需要进行桥面横向不对称荷载对箱体产生不利影响的受力分析当然尽可能从不同角度对应力状态进行研究后复核通过进行试验来证实设计是正确的后方可进行施工。

2.2 材料的控制

施工材料的质量是工程的保障，在施工过程中不但要严格按照有关规定进行规范化的施工方法，还要严格要求、严格控制混泥土集料、水泥、钢筋等原材料的质量，制定相应的抽样检测机制，对购进的原材料进行规格质量检测要保证混凝土桥梁的质量，就要采取合理的施工工艺，在施工建设过程时，施工单位要根据施工技术规范严格要求自己，在进场前，相关人员要对原材料进行必要的抽样检验。施工单位可以组织具有丰富经验的相关人员进行施工配合比实验，以便及时准确地调整好施工配合比，保证混凝土有较高的施工质量。

2.3 温度的控制

在温度控制方面，施工单位可以从以下几个方面入手：

尽可能地使混凝土的浇筑温度变低，在拌和混凝土时，加以水分，使碎石得以冷却，要充分发挥浇筑层面的散热作用，在浇筑混凝土的时候，尽可能地降低浇筑的厚度。在高温施工过程中，会混凝土中埋设水管，在施工时应加入冷水已达到降温的目的。不要忽略天气的转变，特别是在气温下降时，要进行表面保温，以免混凝土表面出现巨大的温度变化。要合理的进行分块，以免基础过火起伏，此外，施工单位还应根据需求合理地安排各种施工工序，使混凝土的性能得以改善，抗裂能力得以提高。

2.4 浇筑时混凝土的控制

浇筑混凝土之间应清除施工缝表面的水泥浆、垃圾、松动的砂石和软弱层，以及钢筋表面的油污、泥锈和砂浆等杂物；采用表面涂刷缓凝剂处理的垂直施工缝，应在拆模后即用钢丝刷或压力水清除表层水泥浆，使石子外露。由于水平施工缝前后层混凝土的结合是通过混凝土在重力作用下的压力、接触面的摩擦力以及前后层混凝土的黏结力和接触面产生的咬合力来提高其抗剪能力的，因此施工缝表面要粗糙，这对前后层混凝土结合有利。所以，在混凝土浇筑前必须将其表面凿毛，然后把施工缝表面用水冲洗干净并充分润湿，但低洼处不得有积水。

2.5 养护阶段

养护阶段分两个层面，第一，浇筑完混凝土，应及时采取措施进行养护，特别是注重混凝土早期的养护，避免次生裂缝的产生。第二，在桥梁使用阶段，加大监管部门的监管力度，对于超载超员行为，一经查处，绝不姑息。另外，对裂缝产生后，应进行及时的修补与加固，桥梁裂缝常用的处理方法主要有裂纹注浆、表面涂装、保护层修补、充填法等，并主要采用自行研制的各种修补材料。在借鉴国外先进技术的基础上，对存在裂纹、出现碱骨料反应、碳化深度过大及受盐害腐蚀的大量混凝土桥梁进行维修。从修补效果来看，结构物的劣化速度得到了相对控制，基本起到了提高结构耐久性的目的。

3 结束语

综上所述， 设计疏漏、施工低劣、监理不力， 均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此， 我们应严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，从而进一步保证桥梁结构的安全与稳定。

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