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摘要：近年來，我國市政交通基礎(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)道屢見不鮮?；炷灵_裂可以說是“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，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。本文分析了市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫問題產(chǎn)生的原因，談了橋梁裂縫加固處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：市政橋梁結(jié)構(gòu)；裂縫；加固技術(shù)處理

在市政橋梁的工程中，橋梁產(chǎn)生裂縫問題是很難避免的。不僅因?yàn)楣こ淌┕さ脑?，更重要的是自身的?yīng)力所導(dǎo)致的。雖然目前橋梁結(jié)構(gòu)存在的裂縫問題比較普遍，但是只要在設(shè)計(jì)和施工中能認(rèn)識(shí)到橋梁結(jié)構(gòu)常規(guī)裂縫機(jī)理，同時(shí)采取相應(yīng)的一些橋梁結(jié)構(gòu)裂縫加固處理技術(shù)，裂縫問題是可以減少甚至可以避免的。在施工的過程中，充分考慮橋梁的各方面，力求做到減少橋梁裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)橋梁出現(xiàn)淺層的裂縫時(shí)，應(yīng)該積極做好修護(hù)工作，避免裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大。

一、橋梁結(jié)構(gòu)裂縫成因分析

1.荷載裂縫。一是直接應(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，結(jié)構(gòu)受力假設(shè)不符合實(shí)際，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間未考慮施工的可能性或設(shè)計(jì)斷面不足以及鋼筋配置偏少或布置錯(cuò)誤等；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。二是次應(yīng)力裂縫，市政橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)鑿槽、開洞及設(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)致的裂縫若為表面裂縫則其走向無規(guī)律性，若為深層或貫穿裂縫則其走向一般平行于主筋走向，且該種裂縫寬度大小不一，在溫度變化影響下熱窄冷寬，導(dǎo)致該種裂縫生成的因素主要有：一是日照，施工后的橋梁面板及側(cè)面受陽光暴曬后導(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)力過大，當(dāng)該應(yīng)力超過混凝土所承受的極限應(yīng)力則會(huì)生成裂縫。二是降溫，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)力超過混凝土自身抗拉強(qiáng)度則會(huì)生成裂縫。

3.收縮裂縫。一是塑性收縮，混凝土澆筑4一5h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，過程中會(huì)受到鋼筋阻擋而生成同主筋方向相同的裂縫。二是失水收縮，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，該現(xiàn)象稱為干縮，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)其超過自身抗拉強(qiáng)度則會(huì)導(dǎo)致裂縫生成。三是自生收縮，混凝土硬化過程中水泥發(fā)生水化反應(yīng)導(dǎo)致的收縮，該類收縮與外界濕度無關(guān)，且不同種水泥所產(chǎn)生的收縮類型也不同。四是炭化收縮，即大氣中的二氧化碳同水泥水化產(chǎn)物間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所引起收縮，該類收縮在濕度為50%左右明顯發(fā)生，并隨二氧化碳濃度增大而加快。

二、市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫問題產(chǎn)生的原因

1.市政橋梁自身應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。橋梁自身的應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的種類分為橋梁收縮引起的裂縫和溫度差異引起的裂縫兩大類：第一，橋梁收縮引起的裂縫問題。橋梁的收縮實(shí)際上是因?yàn)轫旁谶M(jìn)行凝固的時(shí)候內(nèi)外的收縮不均勻，導(dǎo)致表面上的砼所受到的拉力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了抗拉的強(qiáng)度，從而出現(xiàn)了橋梁的裂縫。市政橋梁在施工的過程中，混凝土筑后4 小時(shí)左右時(shí)，水泥水化的反應(yīng)異常激烈和活躍，此時(shí)也是分子鏈逐漸產(chǎn)生和形成的關(guān)鍵時(shí)期。分子鏈形成的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)泌水，這就說明混凝土并沒有完全硬化，這就導(dǎo)致塑性收縮的產(chǎn)生。另外，混凝土硬化以后，混凝土表面的泌水會(huì)逐漸蒸發(fā)，溫度也會(huì)下降，這時(shí)候混凝土的體積會(huì)減小，所以會(huì)出現(xiàn)縮水干縮的情況。第二，溫度差異引起的裂縫問題。溫度差異引起的裂縫實(shí)際是砼在水泥的凝固過程中放熱、太陽光的強(qiáng)烈照射、電弧進(jìn)行焊接時(shí)引起的溫度變化，在這些溫度的變化下，能夠引起收縮和膨脹的情況發(fā)生，導(dǎo)致溫度應(yīng)力超過砼所能承受的強(qiáng)度，從而出現(xiàn)橋梁裂縫。每年的溫度均存在很大的差異，但是溫度的變化一般來說比較緩慢，對(duì)橋梁的主要影響是導(dǎo)致其縱向出現(xiàn)位移。橋梁的面板和主要支柱、橋身側(cè)面受到太陽的直射后，局部溫度要比其他地方的溫度高得多。這樣就導(dǎo)致橋梁自身受到約束，橋梁被曬的局部拉應(yīng)力相對(duì)較大，這樣就出現(xiàn)了裂縫。

2.橋梁荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。荷載裂縫一般是指混凝土橋梁在常規(guī)的動(dòng)靜狀態(tài)荷載以及橋梁的次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫。荷載裂縫主要分為直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫，直接應(yīng)力裂縫就是指橋梁在物體的直接荷載下引起的外部應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。這種裂縫主要是橋梁表面的荷載超過了它所能承受的應(yīng)力。次應(yīng)力裂縫是指橋梁在外部荷載的基礎(chǔ)上所引發(fā)的次生應(yīng)力所產(chǎn)生的裂縫。

三、橋梁裂縫加固處理技術(shù)

1.表面處理法。表面處理包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)。表面涂抹的范圍是對(duì)漿材難以灌入的細(xì)且淺的縫隙，表面貼補(bǔ)則用于大面積漏水的防滲堵漏；表面修補(bǔ)一般是先將混凝土表面用鐵刷子打毛以填平混凝土裂縫，或用瀝青將裂縫填充，其僅適用于表面裂縫但內(nèi)部無裂縫的現(xiàn)象，也可用混凝土石灰填充裂縫或在裂縫表面抹灰等措施以減少鋼筋受到侵蝕的方法。

2.灌漿法。該方法適用于自微小裂縫至大裂縫，且有良好的處理效果。所用漿液有水泥漿、石灰漿、化學(xué)漿液及瀝青漿液。處理時(shí)應(yīng)先將結(jié)構(gòu)表面剝離部分去除并用水沖洗清潔，之后將基層濕潤，后則開始噴漿，漿體的類型和壓力的選用應(yīng)結(jié)合橋梁裂縫分布情況決定，石灰漿可通過混凝土內(nèi)不同的壓力形成的孔眼將漿液注入，其粘稠度應(yīng)結(jié)合裂縫實(shí)際情況確定；化學(xué)漿液則可在很大程度上改變漿液性能，且可對(duì)微小裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，同時(shí)其操作簡單修補(bǔ)效果良好；采用灌漿法修補(bǔ)后可在裂縫部位粘貼鋼板，并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓以增強(qiáng)修補(bǔ)效果。

3.結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。一是增加構(gòu)件截面，該方法又可分為增加主筋補(bǔ)強(qiáng)和增加混凝土截面補(bǔ)強(qiáng)。增加主筋多采用焊增主筋法，其是先將梁類下緣混凝土保護(hù)層鑿除以露出主筋，并將原箍筋切斷拉直后將新增主筋焊接在原主筋下緣，施工中為減少溫度應(yīng)力應(yīng)采取斷續(xù)雙面施焊，并應(yīng)從跨中向支點(diǎn)旋焊，主筋焊接完畢后應(yīng)接長箍筋并重新進(jìn)行保護(hù)層施工，新保護(hù)層易采用環(huán)氧砂漿或膨脹水泥漿用涂抹法或壓力灌注法施工。二是增設(shè)構(gòu)件加固，增加主梁加固。該方法適用于地基有較好的承載力，一般將新增的主梁設(shè)置在原有主梁的兩側(cè)，可在新增主梁位置上將原橋面鑿開并切斷原橫隔梁，利用原結(jié)構(gòu)設(shè)置懸掛模板后澆筑新梁體混凝土，若為預(yù)應(yīng)力梁體則應(yīng)考慮在橋上無法進(jìn)行張拉施工，因此應(yīng)先張拉好后方可安裝就位。三是粘貼加固，一般是采用環(huán)氧樹脂膠液將鋼板、鋼筋或玻璃鋼等粘貼在結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或其薄弱環(huán)節(jié)，其施工方法類似于增大截面加固方法。四是施加體外預(yù)應(yīng)力，在原梁體外側(cè)受拉區(qū)域設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋，并通過張拉過程中在梁體內(nèi)產(chǎn)生的偏心預(yù)壓力來減小荷載撓度，并實(shí)現(xiàn)改善橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。

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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