陜西榆林榆神高速公路有限公司 陜西榆林 719000

摘要：橋梁裂縫的存在影響橋梁的使用壽命，本文通過分析橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，提出了相應(yīng)的維修加固對策。

關(guān)鍵詞：橋梁裂縫；形成原因；加固對策

引言

橋梁在長期運(yùn)營過程中，受環(huán)境因素、材料、荷載超重等原因，會產(chǎn)生各種各樣的病害，裂縫是各種病害的主要變現(xiàn)形式，裂縫的產(chǎn)生影響橋梁耐久性和使用壽命。本文根據(jù)榆林至神木高速公路施工和運(yùn)營期間橋梁病害觀測情況，談?wù)勵A(yù)應(yīng)力混凝土梁體裂縫產(chǎn)生的原因及加固對策。

1.常見的梁體裂縫

榆神高速公路橋梁為連續(xù)箱梁，最大跨徑40米。通過對全線重點(diǎn)大橋外觀檢測及每季度監(jiān)測情況，發(fā)現(xiàn)裂縫由以下幾種形式存在：

1.1少數(shù)幾片梁存在斜裂縫，斜裂縫分布在剪應(yīng)力較大的支座附近，與梁軸線成30-50°。

1.2 縱向裂縫分布在梁底面、腹板內(nèi)外側(cè)，縱向裂縫一般沿梁體主筋、預(yù)應(yīng)力管道方向?？v向裂縫是本條高速公路箱梁裂縫的主要表現(xiàn)形式，存在此病害的梁片較多。

1.3 橫向裂縫主要分布在梁體跨中，部分橫縫與腹板貫通，橫向裂縫寬度在0.05mm以內(nèi)，多條分布，間距均勻，與梁體鋼筋箍筋間距相似。

1.4 溫度裂縫，出現(xiàn)在箱梁的變截面和尺寸較小的截面。

1.5 收縮裂縫，出現(xiàn)在混凝土表面，無規(guī)則，縱橫交錯，成龜裂狀。

1.6 橫隔板分布不規(guī)則裂縫，裂縫伴有滲跡，混凝土堿化現(xiàn)象。

1.7混凝土表面有銹蝕，沿鋼筋方向分布的銹脹裂縫。

2.裂縫形成原因分析

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁開裂具有普遍性特點(diǎn)，造成開裂原因很多，引起上述梁體裂縫的主要原因有：

2.1設(shè)計原因

（1）設(shè)計時梁端鋼筋配置不當(dāng)，彎起鋼筋和箍筋設(shè)置少，斜截面抗剪承載力不足會引起斜裂縫。

（2）設(shè)計時對溫度應(yīng)力估計不足，截面尺寸設(shè)計時不完善，溫度的變化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，在箱梁的變截面和尺寸較小的截面會產(chǎn)生裂縫。

（3）設(shè)計時混凝土收縮應(yīng)力估計不足，構(gòu)造鋼筋配筋不夠，間距大，混凝土收縮時產(chǎn)生的收縮應(yīng)力在混凝土表面形成無規(guī)則的收縮裂縫。

2.2 施工原因

（1）施工措施不當(dāng)引起腹板混凝土保護(hù)層不夠，混凝土厚度不足也會引起斜裂縫。

（2）建設(shè)期間，由于工期原因，實(shí)施冬季施工，由于混凝土散熱快，其內(nèi)部溫度較高，而表面溫度受環(huán)境影響變得較低，表面混凝土的收縮率大于混凝土內(nèi)部的收縮率，從而使表面混凝土產(chǎn)生裂縫。

（3）施工預(yù)埋預(yù)應(yīng)力管道時，固定不到位，管道發(fā)生偏位，導(dǎo)致混凝土保護(hù)層厚度不夠，在底板和腹板出現(xiàn)沿預(yù)應(yīng)力管道方向的縱向裂縫。

（4）混凝土施工中因振搗不良，坍落度控制不當(dāng)引起骨料下沉、泌水等易在混凝土薄弱處產(chǎn)生裂縫。施工中鋼筋銹蝕未處理，銹蝕體積膨脹易沿鋼筋方向形成銹脹裂縫。

（5）模板施工時，表面銹蝕未處理，模板多次周轉(zhuǎn)后導(dǎo)致模板變形、模板漏漿，混凝土強(qiáng)度不夠就拆除模板，都易引起各類裂縫的產(chǎn)生。

（6）養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)或養(yǎng)護(hù)不及時，易在混凝土表面形成收縮裂縫。北方風(fēng)大，在養(yǎng)護(hù)初期遭受大風(fēng)影響，如果混凝土抹面不及時也易形成裂縫。

（7）在施工中所用的水泥、外加劑、砂礫、碎石、鋼筋等材料，質(zhì)量不合格就使用，是導(dǎo)致梁體裂縫產(chǎn)生的內(nèi)在因素。

2.3運(yùn)營期間使用因素

隨著交通量的逐漸增大和大型載重車輛不斷增多，特別是本段高速公路交通量大，煤車多，堵車時超載煤車長時間滯留橋上，導(dǎo)致橋梁長期超負(fù)荷運(yùn)營，引起跨中橫向裂縫及裂縫不斷發(fā)展。

3.常用的橋梁裂縫加固對策

橋梁由于設(shè)計不完善、施工不規(guī)范和長期運(yùn)營期間溫度等環(huán)境因素對梁的影響以及車輛載重量的增加，導(dǎo)致大量病害的產(chǎn)生和承載力的下降，特別是受力裂縫的產(chǎn)生，影響橋梁的安全，必須采用補(bǔ)強(qiáng)、加固措施恢復(fù)和提高承載力。

3.1裂縫加固前評價分析

（1）通過觀測、監(jiān)測手段判斷裂縫類型、程度，找出病害原因，采取合適的加固方案。方案要充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件和施工難度。

（2）加固方案要盡可能的減少對原橋結(jié)構(gòu)的損傷。

（3）加固方案要盡可能的不中斷高速公路交通。

（4）加固方案要經(jīng)濟(jì)實(shí)效，費(fèi)用控制在合理預(yù)算之內(nèi)。

3.2 表面封閉法

適用于裂縫寬度在0.15mm以內(nèi)的裂縫處理，主要用于非受力裂縫如橫隔板裂縫、收縮裂縫、縱向裂縫、銹脹裂縫處理。修補(bǔ)時沿裂縫開深8-15mm、寬5-10mm的V型槽，用0.2MPa以上壓縮空氣清除槽內(nèi)浮塵，用丙酮清洗V型槽，然后將配置好的結(jié)構(gòu)膠用力均勻填滿V型槽，填塞一定要飽滿，待結(jié)構(gòu)膠完全固化后，打磨裂縫表面，使混凝土表面平整。

3.3 壓力灌注法

適用于裂縫較深、寬度≥0.15mm的裂縫處理，如裂縫滲水，應(yīng)在裂縫最低端打一小孔向外排水，然后用噴燈將裂縫烘干后進(jìn)行處理。修補(bǔ)時在裂縫兩側(cè)3-5cm之內(nèi)作一工作面，用丙酮清洗表面后埋設(shè)注漿嘴，間距沿縫長以20-40cm為宜，每條縫至少須有一個進(jìn)漿孔和排氣孔；然后進(jìn)行封縫和密封檢查，對漏氣部位補(bǔ)封處理。灌漿時壓力控制在0.1-0.4MPa，禁止驟然加壓使裂縫內(nèi)進(jìn)入空氣，灌注結(jié)構(gòu)膠要求漿液黏度小，滲透性、可灌性好。待結(jié)構(gòu)膠完全固化后，打掉注漿嘴。

3.4 粘貼碳纖維板布

粘貼碳纖維板布可制約裂縫的發(fā)展，提高混凝土抗裂能力，適用于裂縫密集，裂縫分布多，伴隨有蜂窩麻面、混凝土疏松等病害處理。粘貼碳纖維板/布前要對裂縫進(jìn)行封閉處理，加固過程中清除加固范圍內(nèi)混凝土表面剝落、疏松、蜂窩等劣化混凝土，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。粘貼碳纖維板/布可以提高混凝土的抗腐蝕和碳化能力，可以延長結(jié)構(gòu)使用年限和提高梁體耐久性，但對結(jié)構(gòu)的剛度提高不大。

3.5 箱梁新增體外預(yù)應(yīng)力束

增加體外預(yù)應(yīng)力方法是通過在梁體體外施加預(yù)應(yīng)力，以預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的反彎矩抵消外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，從而改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，提高結(jié)構(gòu)的剛度和抗裂性能，適用于有橫向裂縫，箱梁跨中有下擾的梁片處理。新增體外預(yù)應(yīng)力前先對存在空洞或壓漿不密實(shí)的預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行補(bǔ)漿處理，對裂縫進(jìn)行封閉處理；增加體外預(yù)應(yīng)力設(shè)計時，新增體外預(yù)應(yīng)力驗(yàn)算分析時要考慮該部分預(yù)應(yīng)力張拉對箱梁原有鋼束的影響，施工時要避免在高溫、低溫環(huán)境下進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力鋼束單根張拉，張拉時應(yīng)對稱、均衡張拉至設(shè)計噸位，按應(yīng)力與引伸量進(jìn)行雙控。因體外預(yù)應(yīng)力損失比有管道的預(yù)應(yīng)力要小得多，施加張拉力不考慮超張拉。為提高機(jī)構(gòu)安全儲備和主梁耐久性，在增加體外預(yù)應(yīng)力同時可在梁底板粘貼碳纖維布進(jìn)行防護(hù)。

對有體外預(yù)應(yīng)力梁孔加固后要進(jìn)行監(jiān)測，主要對體外預(yù)應(yīng)力齒板位移監(jiān)測，對所有體外預(yù)應(yīng)力錨固齒板變位的定周期跟蹤觀測。

4.結(jié)語

裂縫病害是橋梁箱梁的重大質(zhì)量問題，形成病害的原因有很多，需要我們對每一個可能引起裂縫的因素進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究，要求我們綜合考慮設(shè)計、施工、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)等情況對結(jié)構(gòu)的影響，找出裂縫產(chǎn)生的機(jī)理。同時根據(jù)不同類型的裂縫及其發(fā)展程度采取科學(xué)的加固措施非常必要。

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