桥梁裂缝处理之混凝土桥梁裂缝的成因及修补方法

摘要：我国高度重视路桥在国家发展中 的重要作用,所以交通基础建设得到迅猛发 展，混凝土桥梁更是重中之重。所以关于混 凝土裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的 报道也应运而生。有些并非施工技术要求不 高,正因如此也让人困惑不难解。其实，加强 对施工环境的了解,在采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以控制的。所以本文对 混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作了很 多的分析、总结，以便设计、施工找出控制 裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。 

关键词：混凝；桥梁；裂缝；成因；修补

一、桥梁混凝土裂缝产生的原因 

混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种： 1、混凝土自身应力形成的裂缝 1) 收缩裂缝 混凝土凝固时 ,由于水泥水化产物的体积 比反应前物质的总体积要小 ,因而产生收缩 , 称为化学收缩或凝缩;混凝土在硬化过程中随 着水分的逐渐蒸发 ,体积逐渐减小 ,称为干缩 ,化学收缩与干缩合称为收缩。混凝土的干燥 过程是由表面逐渐扩展到内部的 ,在混凝土内 部呈现含水梯度 ,因此产生表面收缩大 ,内部 收缩小的不均匀收缩 ,导致表面混凝土承受拉 力 ,内部混凝土承受压力。当表面混凝土所受 的拉力超过其抗拉强度时 ,便产生收缩裂缝。 2) 温度裂缝 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 ,即产生裂缝 , 称为温度裂缝。 由于混凝土是热的不良导体 ,水化初期放 出大量热量难以散发 ,大体积混凝土浇筑后 , 内部温度远较外部为高 ,这将使内部混凝土产 生显著的体积膨胀 ,而外部混凝土却随气温降 低而冷却收缩。这种内部膨胀和外部收缩相互 制约 ,极易产生温度裂缝。 2、荷载作用下产生的裂缝 1) 弯曲裂缝 在混凝土梁上施加弯矩时 ,将产生弯曲裂 缝。对受弯构件和压弯构件来说 ,弯曲裂缝首 先出现在弯矩最大的截面的混凝土受拉区。梁 板结构的正弯矩裂缝一般位于跨中 ,从底边开 始向上发展 ,负弯矩裂缝位于连续或悬臂梁板 的支座附近 ,自上向下发展。随着荷载的增大 ,裂缝宽度增大 ,长度延伸 ,缝数增多 ,裂缝 区域逐渐向两侧发展。 2) 剪切裂缝 剪切裂缝也称斜裂缝。首先发生在剪应 力最大的部位。对受弯构件和压弯构件 ,往往发生于支座附近 ,由下部开始 ,沿着与轴线成 25°～50°左右的角度裂开。随着荷载增大 , 裂缝长度将不断增长并向受压区发展 ,裂缝缝 数不断增多并分岔 ,裂缝区也逐渐向跨中方向 扩大。剪切裂缝一旦出现 ,就应加强观察。如 裂缝发展缓慢并限制在受拉区 ,裂缝宽度在限 值以内 ,此时还允许;但如裂缝不断发展或者 裂缝已接近受压区 ,则不论其宽度和长度如何 都应及时予以必要的加固处理。 3) 断开裂缝 钢筋混凝土构件受拉时 ,进入整个截面的 裂缝称为断开裂缝。受拉构件在荷载作用下产 生的裂缝均沿正截面开裂 ,裂缝间距有一定规 律。受拉构件在内力较小时 ,混凝土和钢筋均 匀承受拉力 ,随着内力增大 ,混凝土内拉应力 达到其受拉极限 ,产生裂缝并退出工作 ,但裂 缝宽度小于规定限值 ,全部拉力由钢筋承担 , 这是允许出现裂缝的构件的工作状态。荷载继 续增大 ,钢筋应力达到屈服极限 ,钢筋伸长率 较大 ,裂缝很宽 ,超过设计规范允许宽度的许 多倍 ,这时多为使用所不允许的或构件将接近 破坏的状态。 4) 扭曲裂缝 混凝土构件受扭转与弯曲同时作用而产生 的裂缝称为扭曲裂缝。该桥梁裂缝一般呈 45°倾斜方向。钢筋混凝土构件在扭曲作用下 ,产生的裂缝一般有许多条 ,裂缝出现后混凝土保护 层剥落 ,扭曲产生的扭矩改由钢筋承担 ,直至 钢筋滑动时构件完全破坏。 

二、桥梁裂缝修补方法 

1、表面封闭修补法 1) 表面涂抹 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。 2)“V”形或“U”形槽口充填修补 在只用上述表面涂抹处理不能充分修补的 场合 ,可采用如下方法: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) 凿深槽嵌补 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粘结材 料 ,如环氧砂浆、沥青、甲凝等。 4) 表面喷浆 喷浆修补是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。 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。 

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 ,然后将配制的较低粘度 的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝 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。 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。灌浆一般采用不低于 42. 5 级的 普通水泥 ,灌浆压力一般为 4. 05 ×105～6. 08 ×105P a ,浆液浓度一般不小于 1. 6：1 (水与水泥的重量比) 。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 ,可采用类似打气筒等工具改制 成的注射器施工。 2) 化学灌浆法修补裂缝 灌浆材料应具备粘结强度高、可灌性好 等基本要求 ,一般常采用环氧和甲凝两类材 料。环氧灌浆是以环氧树脂为主体 ,它的粘结 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 , 它具有粘度低可灌性好、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 浆分成两大部分 ,用灌浆机分两路送至灌浆孔 口混合装置再灌入裂缝。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。 

3、粘贴钢板施工法 粘贴钢板施工法是将整个钢板粘贴于待修 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. 5～6mm ,而混凝土与钢板 的粘结剂一般采用环氧基液粘结剂。 1) 注入法粘贴钢板 这种方法是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 ,而后从注入口注入环氧树脂 , 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。 2) 压粘法粘贴钢板 这种施工方法是在混凝土表面及钢板表面 各涂上1～2 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 ,粘贴面之间的空气也被 排出。用这种方法几乎不会残留气泡 ,粘结效 果也好。此法适用于混凝土表面平整的场合。

咨询热线027-83838889/18271460629(同微信）