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摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。所以，國(guó)家也對(duì)橋梁加大了投資力度。市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題是整個(gè)工程最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，這似乎已經(jīng)成為了道橋工程中不可避免的問(wèn)題。本文主要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題產(chǎn)生的原因，市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的加固處理進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：市政橋梁；裂縫原因；加固處理

近年來(lái)，我國(guó)市政交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展，各地興建了大量的混凝土橋梁。在市政橋梁建造和使用過(guò)程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)橋梁垮塌的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮。混凝土開(kāi)裂可以說(shuō)是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程。其實(shí)，如果采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的認(rèn)識(shí)，盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫。

一、市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題產(chǎn)生的原因

1、荷載裂縫

（1）直接應(yīng)力裂縫。導(dǎo)致直接應(yīng)力的因素主要有設(shè)計(jì)階段對(duì)部分荷載漏算或錯(cuò)算所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力；施工期間在構(gòu)件上不恰當(dāng)?shù)囟逊配摻畹炔牧匣驒C(jī)具，或借助頂板來(lái)運(yùn)送重型材料，或在不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)的前提下隨意對(duì)其翻身、起吊或未按照設(shè)計(jì)圖紙施工，擅自更改施工順序或受力模式等；在使用期間出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)荷載的重型車輛或受到大雪、大風(fēng)以及爆炸等沖擊。（2）次應(yīng)力裂縫。市政橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)鑿槽、開(kāi)洞及設(shè)置牛腿等，而常規(guī)計(jì)算難以用準(zhǔn)確圖紙進(jìn)行模擬計(jì)算，而實(shí)際上在受力構(gòu)件上挖孔后內(nèi)部“力流”將產(chǎn)生“繞射”現(xiàn)象，并在孔洞周圍密集產(chǎn)生巨大應(yīng)力，繼而將導(dǎo)致裂縫生成。

2、溫度變化

由于溫度變化導(dǎo)致的裂縫縫，導(dǎo)致裂縫生成的因素主要有：（1）日照。施工后的橋梁面板及側(cè)面受陽(yáng)光暴曬后導(dǎo)致該部位溫度明顯高于其他部位，在混凝土內(nèi)部會(huì)生成溫度梯度，且其呈非線性分布，最終導(dǎo)致混凝土內(nèi)局部拉應(yīng)力過(guò)大，當(dāng)該應(yīng)力超過(guò)混凝土所承受的極限應(yīng)力則會(huì)生成裂縫。（2）降溫。天氣突降大雨或冷空氣侵襲以及日落等均會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突降，而內(nèi)部溫度降低較慢，因此也會(huì)生成溫度梯度而使混凝土發(fā)生變形，若變形遭到約束則會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)該應(yīng)力超過(guò)混凝土自身抗拉強(qiáng)度則會(huì)生成裂縫。（3）水化熱。混凝土澆筑后水泥發(fā)生的水化熱反應(yīng)在很大程度上升高其溫度，因此會(huì)生成嚴(yán)重的溫度梯度而引起裂縫生成。

3、收縮裂縫

（1）塑性收縮?；炷翝仓?～5h后內(nèi)部水泥發(fā)生劇烈的水化熱反應(yīng)，內(nèi)部分子鏈逐步形成，繼而沁水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生導(dǎo)致混凝土失水收縮，該類收縮量可達(dá)1%左右；骨料在自重作用下會(huì)發(fā)生下沉，過(guò)程中會(huì)受到鋼筋阻擋而生成同主筋方向相同的裂縫。（2）失水收縮。混凝土硬結(jié)后隨著內(nèi)部水分逐步蒸發(fā)，溫度逐漸降低且體積逐步減小，由于表層水分損失快、內(nèi)部損失慢，因此導(dǎo)致內(nèi)外收縮量不同，即形成不均勻收縮，而表面收縮受內(nèi)部混凝土的約束可導(dǎo)致表面混凝土受到拉應(yīng)力，當(dāng)其超過(guò)自身抗拉強(qiáng)度則會(huì)導(dǎo)致裂縫生成。（3）自生收縮。混凝土硬化過(guò)程中水泥發(fā)生水化反應(yīng)導(dǎo)致的收縮，該類收縮與外界濕度無(wú)關(guān)，且不同種水泥所產(chǎn)生的收縮類型也不同。

4、基礎(chǔ)變形

橋梁基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平向位移，將導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)生成附加應(yīng)力，當(dāng)其超過(guò)構(gòu)件抗拉能力則會(huì)導(dǎo)致裂縫生成，導(dǎo)致基礎(chǔ)變形的因素主要有：對(duì)地質(zhì)勘察深度不足、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)則會(huì)導(dǎo)致地基不均勻沉降；橋梁建設(shè)地地質(zhì)變化較大，地基土不同壓縮性導(dǎo)致不均勻沉降；橋梁各部分基礎(chǔ)荷載存在很大差異，或同一橋梁采用不同的基礎(chǔ)類型或雖采用同種基礎(chǔ)，但基底標(biāo)高差異很大或地基自身塑性變形存在很大差異；同一橋梁的基礎(chǔ)為分期建造導(dǎo)致承載力不同；橋梁建設(shè)成投入運(yùn)營(yíng)后環(huán)境溫度升降、凍土融化也會(huì)導(dǎo)致地基下沉；或橋梁建設(shè)后因地基浸水而影響土體強(qiáng)度，增大壓縮變形，導(dǎo)致地基發(fā)生變化，或由于人工抽水及干旱季節(jié)等原因?qū)е碌叵滤幌陆档染鶗?huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生不均沉降。

5、鋼筋銹蝕

混凝土施工質(zhì)量較差導(dǎo)致保護(hù)層厚度不足，或保護(hù)層受大氣中二氧化碳侵蝕發(fā)生碳化反應(yīng)至鋼筋表面而降低鋼筋周圍混凝土堿度，或周圍環(huán)境中氯化物的介入增加了鋼筋周圍氯離子含量均可破壞鋼筋表層生成的氧化膜，繼而鋼筋中的鐵離子同侵入到混凝土內(nèi)的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，最終生成氫氧化鐵，該產(chǎn)物的體積較原來(lái)增大2～4倍，因此對(duì)周圍混凝土?xí)a(chǎn)生較大膨脹力，最終會(huì)導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層開(kāi)裂、剝離或沿鋼筋生成縱向裂縫。

6、材料因素

（1）水泥。所選水泥的安定性不合格或水泥中游離氧化鈣含量超標(biāo)，由于其在凝結(jié)過(guò)程中水化速度很慢，因而在凝結(jié)后仍發(fā)生水化作用而破壞已經(jīng)硬化的混凝土降低混凝土的抗拉強(qiáng)度，或水泥受潮等因素導(dǎo)致其強(qiáng)度不足也會(huì)增大混凝土開(kāi)裂的可能性。（2）骨料。粗骨料粒徑過(guò)小、級(jí)配不良或空隙率過(guò)大均會(huì)增大拌合用水和水泥量，因而增大混凝土的后期收縮量，尤其是細(xì)骨料選用特別細(xì)的細(xì)砂其后果更為嚴(yán)重；粗細(xì)骨料內(nèi)含泥量過(guò)高均會(huì)增大水泥和拌合用水量，且能降低混凝土強(qiáng)度及其抗凍、抗?jié)B性能；細(xì)骨料內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量過(guò)多則會(huì)延緩水泥的硬化過(guò)程，降低混凝土強(qiáng)度尤其是早期強(qiáng)度而增大裂縫出現(xiàn)的幾率。（3）外摻劑?；炷涟韬嫌盟蛲鈸絼﹥?nèi)含有較高含量氯離子則會(huì)增大對(duì)鋼筋銹蝕的程度，而采用海水或含堿量較高的泉水或采用含堿外加劑則會(huì)影響堿骨料反應(yīng)。

二、市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的加固處理

1、市政橋梁裂縫常見(jiàn)的處理方法有三種表面封閉修補(bǔ)法、壓力灌漿修補(bǔ)法、填充鋼板法

表面封閉修補(bǔ)的具體做法是，沿著混凝土裂縫的表面鋪上薄膜材料，在施工的時(shí)候?qū)⒒炷恋谋砻嬗盟⒆哟蛎?，將混凝土表面的裂縫填平。也可以采用瀝青進(jìn)行修補(bǔ)縫合，但是這種方法的漿液很難灌入。表面修補(bǔ)的方法適合運(yùn)用在裂縫很淺的橋梁上，即橋梁內(nèi)部并沒(méi)出現(xiàn)裂縫，基本穩(wěn)定，為了防止出現(xiàn)更大的裂縫，可以采用表面修補(bǔ)的方法。表面修補(bǔ)法可以采取將混凝土或石灰填充裂縫的方法，也可以在裂縫的表面進(jìn)行抹灰的方法，這些方法非常簡(jiǎn)單，工程不大。但是它能阻止裂縫變大，從而導(dǎo)致橋梁的鋼筋受到侵蝕，出現(xiàn)深層裂縫。壓力灌漿法分為水泥灌漿、石灰灌漿、化學(xué)物質(zhì)灌漿、瀝青灌漿。噴漿修補(bǔ)法是一種在經(jīng)過(guò)處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)的水泥砂漿保護(hù)層，來(lái)封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去。再用水沖洗清潔，并在開(kāi)始噴漿之前把基層濕潤(rùn)，然后再開(kāi)始噴漿。水泥灌漿適合橋梁的裂縫分布不均勻的情況下使用。石灰灌漿可以通過(guò)砼中不同的壓力形成的孔眼將石灰漿灌入橋梁裂縫中。石灰的黏稠度可以根據(jù)橋梁裂縫的實(shí)際情況進(jìn)行考慮?；瘜W(xué)物質(zhì)是一種新型的橋梁裂縫修補(bǔ)方法，它主要采用先進(jìn)的化學(xué)材料修補(bǔ)裂縫，可以在很大程度上改變灌漿材料的性能。它的優(yōu)勢(shì)在于可以將很細(xì)的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，而且操作非常簡(jiǎn)捷，修補(bǔ)的效果非常好。填充鋼板法，就是當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí)?？蓪?duì)裂縫先進(jìn)行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘合方向應(yīng)和裂縫方向垂直。

2、梁式結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)也是加固技術(shù)處理的重要方法之一

梁式橋上部加固可以采用各種不同的方式，主要視橋梁的實(shí)際情況，承載能力的減弱程度以及今后的使用要求而異。一般來(lái)說(shuō)，主要采取擴(kuò)大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；以新的結(jié)構(gòu)代替舊的抗力不足的結(jié)構(gòu)；改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，使控制截面變矩的峰值減?。粚?duì)原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力圖式，以達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。

市政橋梁中混凝土裂縫是施工中容易產(chǎn)生但難以防范的通病，裂縫一旦發(fā)生且處理不當(dāng)則將直接影響橋梁工程質(zhì)量，甚至帶來(lái)嚴(yán)重后果，但導(dǎo)致裂縫生成的因素多種多樣，因此在分析裂縫形成原因后應(yīng)結(jié)合實(shí)際采取合理有效的加固技術(shù)，方可制止裂縫發(fā)展，提高橋梁使用功能，延緩使用壽命。

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