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市政橋梁裂縫原因及加固處理
摘要：一、混凝土的特性 引起混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因很多，分析諸多引起混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因均與混凝土的特性密切相關(guān)。因此有必要重溫混凝土的特性，找出混凝土裂縫與其特性之間的內(nèi)在關(guān)系，以尋求防止混凝土裂縫的方法?；炷潦怯伤?、砂、石(碎石或卵石)和水經(jīng)拌合而成的一種人造石材;砂、石是骨料，水泥和水拌合后形成水泥漿，水泥漿充滿砂石間的縫隙將砂石包裹起來(lái)，硬化后將骨料膠結(jié)在一起形成堅(jiān)硬的整體(混凝土)......
一、混凝土的特性
引起混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因很多，分析諸多引起混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因均與混凝土的特性密切相關(guān)。因此有必要重溫混凝土的特性，找出混凝土裂縫與其特性之間的內(nèi)在關(guān)系，以尋求防止混凝土裂縫的方法?；炷潦怯伤唷⑸?、石(碎石或卵石)和水經(jīng)拌合而成的一種人造石材;砂、石是骨料，水泥和水拌合后形成水泥漿，水泥漿充滿砂石間的縫隙將砂石包裹起來(lái)，硬化后將骨料膠結(jié)在一起形成堅(jiān)硬的整體(混凝土)。
（一）混凝土抗拉強(qiáng)度低
混凝土是水泥、石子和砂石組成的人造石材，屬脆性材料，其抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度低(約為抗壓強(qiáng)度的十分之一)。在施工或使用過(guò)程中當(dāng)混凝土受拉或受彎，在很小的拉應(yīng)力下就會(huì)開(kāi)裂，是混凝土這種材料致命的弱點(diǎn)。
（二）混凝土耐久性較差
混凝土的耐久性包括混凝土的抗?jié)B性、抗凍性和抗腐蝕性。人們普遍認(rèn)為混凝土是一種人造石材，其耐久性應(yīng)是混凝土具有的最凸顯的特點(diǎn)之一。隨著科學(xué)研究的不斷深入和混凝土在使用時(shí)所出現(xiàn)的問(wèn)題來(lái)看，混凝土的耐久性不僅不如普遍認(rèn)為的那么強(qiáng)，反而十分的差。長(zhǎng)期實(shí)踐證明混凝土的抗?jié)B性比較強(qiáng)而混凝土的抗凍性和抗腐蝕性較差。當(dāng)氣溫達(dá)到零度以下時(shí)，混凝土內(nèi)部的自由水結(jié)冰膨脹，經(jīng)多次凍融循環(huán)后，其強(qiáng)度和外觀不能保持混凝土原有的特性，混凝土內(nèi)部因出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致強(qiáng)度降低;混凝土在酸、堿、鹽等腐蝕環(huán)境中隨時(shí)間推移內(nèi)部結(jié)構(gòu)受破壞，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，從而降低了混凝土的耐久性。
二、橋梁建筑中混凝土出現(xiàn)裂縫的原因
（一）鋼筋銹蝕形成裂縫
橋梁施工所采用的混凝土保護(hù)層缺乏足夠厚度，使得二氧化碳直接侵蝕和炭化混凝土保護(hù)層，導(dǎo)致鋼筋表面混凝土堿度下降，而鋼筋四周氯離子含量增加或氯化物加入也會(huì)損害到鋼筋表面的氧化膜，推動(dòng)混凝土內(nèi)的水分、氧氣與鋼筋鐵離子發(fā)生銹蝕反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)膨脹應(yīng)力直接作用于四周混凝土，使得保護(hù)層混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂和剝離情況，并順著鋼筋縱向形成裂縫，最終導(dǎo)致混凝土表面被銹跡完全滲透。鋼筋銹蝕不僅會(huì)縮小其有效斷面面積，還會(huì)削弱鋼筋和混凝土之間的握裹力，降低結(jié)構(gòu)承載力，促使不同類型的裂縫產(chǎn)生，進(jìn)一步加劇鋼筋銹蝕程度，最終破壞整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)。
（二）沉縮使混凝土產(chǎn)生裂縫
沉縮造成的混凝土裂縫是較為常見(jiàn)的，造成這種現(xiàn)象的主要原因是在具體施工中沉實(shí)的力度和時(shí)間不足，也可能是由于骨料產(chǎn)生了下沉現(xiàn)象，沒(méi)有及時(shí)的對(duì)表面進(jìn)行覆蓋操作。水分消耗過(guò)快，所以強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到要求，在后期的某些牽引力的作用下，差生了裂縫。
（三）混凝土受氣溫變化的影響產(chǎn)生裂縫
混凝土在施工完成后，自身也有它的溫度。這個(gè)溫度是由混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)候的溫度、水泥的溫度以及自身散熱的特點(diǎn)共同決定的。伴隨著溫度的升高，澆筑溫度也會(huì)隨之升高，容易產(chǎn)生裂縫。反之，如果外界溫度很低，那么混凝土內(nèi)部溫度較高，兩者的熱傳遞，和熱力的影響也會(huì)出現(xiàn)裂縫。
（四）混凝土的收縮
混凝土硬化的過(guò)程中，體積會(huì)有所減小。這也影響了自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果在體積縮小的過(guò)程中收到某些外部部件的約束，那么也容易產(chǎn)生裂縫。
（五）荷載引起的裂縫
任何材料，任何工程都有自身的負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。如果在橋梁建筑中，過(guò)度在橋梁上放置建筑工具、設(shè)備和材料。造成負(fù)荷過(guò)重，有可能造成裂縫的發(fā)生。同時(shí)施工次序不標(biāo)準(zhǔn)，造成橋梁過(guò)早承受負(fù)荷，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不了解，粗暴施工也會(huì)造成裂縫的產(chǎn)生。
（六）材料質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，造成裂縫
橋梁對(duì)各種材料有細(xì)致的要求，如果在材料選取中偷工減料，或者使用材質(zhì)低劣的不合格產(chǎn)品，無(wú)疑對(duì)橋梁的工程質(zhì)量會(huì)造成惡劣的影響。同時(shí)不同材料在按比例額進(jìn)行搭配的時(shí)候，如果搭配的比例不科學(xué)，隨意搭配，也會(huì)造成質(zhì)量不合格，出現(xiàn)橋粱裂縫。
三、橋梁維修與加固的措施和方法
（一）缺陷修補(bǔ)
1、混凝土橋而表層缺陷的修補(bǔ)
混凝土橋面出現(xiàn)缺陷主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):麻面、孔洞、露筋、磨損等等。析這些缺陷存在的主要原因基本上都是由于施工當(dāng)中與設(shè)計(jì)當(dāng)中的缺陷所導(dǎo)致的，這同時(shí)與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件存在著非常密切的聯(lián)系，對(duì)于這種類型缺陷出現(xiàn)的主要的修補(bǔ)方式，是將橋梁表面的受損部分到除銹范圍之后，選擇使用修補(bǔ)材料進(jìn)行修復(fù)處理，所選擇使用的材料主要包括以下幾種:混凝土、水泥砂漿與環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)材料等等、相對(duì)而言，環(huán)氧樹(shù)脂的材料是比較高的，并且其能夠使用的范圍也沒(méi)有混凝土使用的那么廣泛。因此，本文就專門針對(duì)于混凝土與水泥砂漿使用過(guò)程當(dāng)中的注意要點(diǎn)、在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)的時(shí)候，對(duì)于混凝土級(jí)配的要求，主要是確保高于原混凝土的級(jí)配，而至于水灰比的配置，則應(yīng)該盡可能的選擇比較小的配置。此外，還可以適當(dāng)?shù)奶砑舆m量的減水劑、當(dāng)選擇使用混凝土作為修補(bǔ)的時(shí)候，則可以選擇的方式主要包括三種，分別為直接澆筑、噴射以及壓漿三種方式。
在修補(bǔ)的部位相對(duì)而言比較淺的情況卜，并且所選擇使用的材料都是與原混凝土的類型相同的材料，這個(gè)時(shí)候，可以適當(dāng)?shù)奶砑右恍┕橇蟻?lái)減少砂漿的干縮，促進(jìn)砂漿強(qiáng)度的不斷增加、但是在此之前，需要通過(guò)試驗(yàn)，來(lái)確定最為合適的配合比，具體的施工方式分為兩種，分別為人工涂抹以及機(jī)械噴漿兩種、采用人工涂抹最大的優(yōu)勢(shì)在于方便施工，這種方式比較適合用在面積比較小的缺陷修補(bǔ)、而后者則比較適用于面積相對(duì)比較大的缺陷修補(bǔ)，這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠進(jìn)一步的提高密實(shí)度與強(qiáng)度、
2、結(jié)構(gòu)裂縫缺陷的修補(bǔ)
不可否認(rèn)的是，橋梁混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是一個(gè)無(wú)法避免的問(wèn)題，分析裂縫形成的主要原因，其與材料的伸縮特性有著最為密切的聯(lián)系，在混凝土開(kāi)裂之后，其會(huì)與空氣當(dāng)中的二氧化碳發(fā)生一系列的反應(yīng)、如果不能夠及時(shí)的采取措施，對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)的話，裂縫會(huì)不斷的擴(kuò)大，甚至?xí)沟媒Y(jié)構(gòu)整體的安全性受到影響，橋梁出現(xiàn)裂縫是由多種因素所引起的，裂縫形成的原因復(fù)雜。如果根本成因來(lái)區(qū)分，那么裂縫可以分為以下幾種，即收縮裂縫、溫度裂縫，包括因?yàn)楹奢d太大而導(dǎo)致的彎曲裂縫等等。而針對(duì)于裂縫，補(bǔ)縫的方式主要包括以下幾種，即表面封閉法，表面熟貼修補(bǔ)法以及壓力灌漿修補(bǔ)法這三者，對(duì)比這三種補(bǔ)縫的方法，其中最為突出的一種補(bǔ)縫方式是壓力灌漿修補(bǔ)法。
（二）結(jié)構(gòu)加固
橋梁的加固處理是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，因?yàn)槲恼缕南拗?，下面就?jiǎn)單的介紹幾種比較實(shí)用的加固方法:
1、主梁的加固
對(duì)主梁的加固主要采取的措施包括以下幾點(diǎn):通過(guò)墩頂上面的兩孔梁端空間進(jìn)行現(xiàn)澆橫向懸臂挑梁的設(shè)置;在挑梁懸臂的位置進(jìn)行預(yù)制的人行道梁的設(shè)置、另外在梁底使用粘貼鋼板也是提高梁底剛度，恢復(fù)主梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的有效技術(shù)措施，擬在近期開(kāi)展的南寧市白沙大橋維修工程中就計(jì)劃使用粘鋼技術(shù)修復(fù)部分梁體。
2、主拱圈的加固
通常情況下，市政橋梁的橫系梁尺寸都是比較小的，在橫向的聯(lián)系方面比較差。所以，在進(jìn)行主拱圈加固的時(shí)候，可以適當(dāng)?shù)脑黾釉Ｏ盗旱慕缑娉叽纾脵M隔板來(lái)代替拱頂?shù)牟糠謾M系梁，使得全拱寬共同承受力度。
3、懸臂孔主梁和掛梁牛腿的加固
對(duì)于懸臂梁路橋而言，牛腿處有著非常明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，受力情況非常復(fù)雜，而我國(guó)當(dāng)前的理論研究結(jié)果也比較片面，在目前眾多的施工方案當(dāng)中，對(duì)于牛腿位置的加固處理、主要可以選擇使用下列兩種方法:首先將牛腿位置的混凝上換做鋼纖維的混凝土，在結(jié)合面的位置上，采用環(huán)氧砂漿做粘結(jié)處理。將掛梁從兩個(gè)支點(diǎn)擱在主梁上改為以多支點(diǎn)擱在端橫梁上。
四、結(jié)語(yǔ)
裂縫是橋梁致命的質(zhì)量問(wèn)題，在實(shí)際施工時(shí)候應(yīng)該加大重視力度。同時(shí)根據(jù)橋梁的具體情況和其所處地理位置的自然條件等將可能存在的問(wèn)題加以綜合分析，根據(jù)實(shí)際問(wèn)題確定切實(shí)有效的對(duì)策和措施，加強(qiáng)施工過(guò)程管理力度，從而有效的控制橋梁裂縫的產(chǎn)生。
