混凝土桥梁裂缝的应对措施

混凝土桥梁裂缝的应对措施 

史海波 （上海祥阳水利勘测设计有限公司，上海 202150） 摘 要：文章通过对混凝土桥梁裂缝产生原因的分析，提出了混凝土裂缝处理常用的方法，并介绍了混凝土裂缝的 控制措施。

 关键词：混凝土桥梁 裂缝 处理方法 控制措施

中图分类号：U445.7 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2009）11-0178-02 近年来，随着上海崇明基础建设的迅猛发展，兴建了大 量的混凝土桥梁。目前混凝土已经成为一种使用广泛的建筑 材料，由于混凝土的抗拉能力差、容易开裂，裂缝不可避免， 大部分混凝土构件都是带裂缝工作的，有些裂缝在使用荷载 或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混 凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，从而降低钢筋混凝土构 件的承载能力、耐久性以及抗渗能力，影响建筑物外观和使 用寿命，严重时将会威胁建筑结构的安全。混凝土结构构件 的裂缝问题是长期困扰着工程技术人员的技术难题。

 一、混凝土桥梁裂缝产生的原因 

产生混凝土结构裂缝的原因有很多，而且各种因素相互 影响，所以每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。 混凝土桥梁裂缝的种类常见的有如下几种：

 1．荷载引起的裂缝 在混凝土梁上施加弯矩时，将产生弯曲裂缝（垂直裂缝）； 在剪应力最大的部位，对受弯构件和压弯构件，往往发生在 支座附近，将产生剪切裂缝（斜裂缝）；钢筋混凝土构件受拉 时，将产生断开裂缝混凝土构件受扭转与弯曲同时作用时， 将产生扭曲裂缝；墩台支座处受到较大局部压力、构件突然 受到冲击荷载、构件角隅处、预应力梁端锚固端受到较大局 部应力时，将产生局部应力引起的裂缝。 

2．混凝土自身应力引起的裂缝 

（1）温度变化引起的裂缝。 混凝土受水泥水化放热、阳光照射、大气及周围温度、 电弧焊接等因素的影响而出现冷热变化时，将发生收缩和膨 胀，产生温度应力，温度应力超过混凝土强度时，即产生温 度裂缝。主要原因有年温差、日照、骤然降温、水化热、冬 季施工措施不当等。 

（2）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。 

（3）地基基础变形引起的裂缝。 由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构力超 出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。裂缝的大小、形 状、方向与地基变形的情况有关，由于地基变形的应力相对 较大，使得裂缝一般是贯穿性的，危害较大。

 3．其它因素引起的裂缝 

（1）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。 

（2）施工工艺质量引起的裂缝。 在钢筋混凝土结构浇筑、拆模、运输、拼装及吊装过程 中，若施工工艺不合理，可能产生各种形式的裂缝。如混凝 土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的受 力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢 筋垂直方向的混凝土裂缝；混凝土不密实、不均匀，出现蜂 窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或成为其它荷载混凝土裂缝 的起源点。混凝土浇筑过快，或混凝土流动性较低，在硬化 前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时 后发生混凝土裂缝，即塑性收缩混凝土裂缝。混凝土初期养 护时急剧干燥，会使得在混凝土表面上出现不规则的收缩混 凝土裂缝。混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多，引 起混凝土塌落度过低，浇筑后在混凝土体积上形成不规则的 收缩混凝土裂缝；混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理 不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现混凝土裂缝等等。 

（3）施工材料质量引起的裂缝。 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成， 配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。 还有其他一些原因如冻胀等都是引发裂缝的原因。

 二、混凝土裂缝的常见的处理方法 混凝土桥梁裂缝产生的原因很复杂，有时多种因素互相 影响。在设计、施工和运营管理阶段都应根据不同的裂缝成 因采取相应的预防措施，有很多裂缝是可以得到控制的，但 仍有一部分裂缝是不可避免的。有些裂缝在使用荷载作用或 外界物理、化学作用下，不断扩展，引起保护层剥落、钢筋 外露腐蚀，使混凝土性能和耐久性降低，危害桥梁的正常使 用，这些裂缝必须尽早得到修补。在修补裂缝前应全面考虑 与之相关的各种影响因素，仔细研究产生裂缝的原因，裂缝 是否已经稳定，若仍处于发展过程，要估计该裂缝发展的最 终状态，从而采用正确的修补措施。

 1．表面封闭修补法 表面封闭修补法包括表面抹灰修补法和表面粘贴修补 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，不漏水的裂缝，不伸缩的裂 缝以及不在活动的裂缝，常见有水泥砂浆涂抹、环氧砂浆涂 抹的方法。表面粘贴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，表面粘贴修补 法常见有玻璃布粘贴法、钢板粘贴法。

 2．填充法 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、以及小规模裂缝的简易处理可采用取开V 型 槽，然后作填充处理，槽的两边混凝土面必须修理平整，槽 内要清洗干净，必要时可在填料前用丙酮擦一遍，用水泥砂 浆填补时，事先要保持槽内湿润（不应有积水）；用沥青或环 氧材料填补时，要保持槽内干燥，否则应先采取其他措施， 使槽内干燥在进行填补。

 3．压力灌浆法 压力灌浆法指施加一定的压力，将某种浆液灌入结构内 部裂缝中去，以达到封闭裂缝，恢复并提高结构强度、耐久 性和抗渗性能的一种修补方法，一般用于裂缝多且深入结构 内部或结构有空隙的修补场合，按其灌浆材料可分为水泥灌 浆修补法、化学材料灌浆修补法、沥青灌浆修补法。

 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、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强 法、锚固补强法、预应力法等。 

三、混凝土裂缝控制的措施

1．设计方面 设计过程中根据混凝土构件的受力特点进行配筋计算、 选择构件的结构形式等，防止由于人为的原因造成荷载裂缝； 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，如因结构 或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施； 降低结构约束，做好抗与放的良好结合，包括设置后浇带、 施工缝及滑动层；合理确定混凝土的强度等级，适当地加强 构造配筋，提高配筋率以及确定裂缝控制宽度等。

 2．材料方面 根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品 种、等级，尽量避免采用早强高的水泥；选用级配优良的砂、 石原材料，含泥量应符合规范要求；积极采用掺合料和混凝 土外加剂，掺合料和外加剂目前已作为混凝土的第五、六大 组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混 凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用；另外做好设备及 计量装置的检验。

 3．施工方面 控制好混凝土坍落度及水灰比；混凝土浇捣时，振捣捧 要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间， 避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以 排除泌水、混凝土内部的水分和气泡；在混凝土裂缝的控制 措施中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要，以保证混 凝土在早期尽可能少产生收缩，主要是控制好构件的湿润养 护；对于大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题， 采取必要的降温措施（埋设散热孔、通水排热等），避免水化 热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的 蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止 由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。避免在雨中或 大风中浇灌混凝土。其次施工过程中质量控制、施工操作人 员技能和素质也要加强，必须严格按照国家有关规范、技术 标准进行设计、施工和监理，在运营管理过程中，进一步加 强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个 环节。 四、结语 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，对于混凝土 桥梁裂缝要加强事前控制，建立健全质保体系、要有完善的 质量检测和计量器具，另外根据混凝土裂缝产生的原因，区 别对待，根据实际情况具体分析研究，采取各种有效的预防 措施来预防裂缝的出现和发展，并采取合理的方法进行处理， 保证工程质量，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

需要此文献的朋友，请加客服微信：18627928078，免费提供。