[试析公路桥梁产生裂缝的原因及其防治]混凝土裂缝防治案例

　　摘 要:本文通过对某公路上的一座桥梁进行检测,并对其裂缝产生的原因进行具体分析,最后给出公路桥梁裂缝的防治措施,期望能够为公路桥梁裂缝的预防以及治理给予一定帮助。　　关键词:公路桥梁 混凝土裂缝 荷载
　　中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0057-01
　　近年来,随着我国公路交通运输业的发展,推动了公路桥梁的发展速度,大量路桥工程随之不断增多。与此同时,桥梁裂缝问题也逐步凸显。裂缝是混凝土工程中极其普遍的病害之一,也是危害性最大的一种病害。如若不加以防治,任由裂缝发展和蔓延,极有可能引发严重的后果。为此,必须对公路桥梁裂缝加以重视,并采取相应的措施予以防治。基于此点,本文就公路桥梁产生裂缝的原因及其防治进行浅谈。
　　1 案例分析
　　1.1 工程概述
　　地处某省公路上的一座桥梁,该桥全长750m,上部结构采用的是8m～30m的连续预应力混凝土箱梁,下部结构为柱式墩台,桥梁基础为混凝土钻孔灌注桩。该桥自2003年投入运营以来,已使用接近10年,通过前期对桥梁进行检测发现,桥身多处出现各种不同形式的裂缝。
　　1.2 裂缝位置及现象
　　(1)箱梁底板。经检测该桥梁的箱梁底板位置处,仅横向裂缝就有10条左右,全长共计7200mm,其中有9条总计约6800mm的超限裂缝,其最大宽度为1.5mm;纵向裂缝共计115条,约为523152mm,其中有47条约399878mm的超限裂缝,其最大宽度为1.5mm。
　　(2)箱梁腹板。在该位置处的竖向裂缝共计49条,全长总计50430mm,其中最大裂缝的宽度约为0.8mm,并且有些局部裂缝呈竖向贯通排列;纵向裂缝总计21条约32640mm,其中有7条共计9120mm的超限裂缝,最大裂缝的宽度约为0.3mm左右。
　　(3)箱梁横隔板。该部位的横向裂缝仅有1条,全长总计498mm;竖向裂缝总计89条,全长共计88796mm,其中超限裂缝86条。下面本文根据该桥梁的检测数据,对其裂缝产生的原因进行系统分析。
　　2 公路桥梁产生裂缝的具体原因分析
　　2.1 荷载裂缝
　　荷载裂缝是公路桥梁工程中最为常见的一种裂缝,导致这类裂缝产生的原因主要有以下几个方面:其一,设计和施工阶段结构计算不合理或是少部分出现漏算等;其二,桥梁结构的受力假设与投入运营后的实际受力严重不符;其三,结构内力以及配筋方面出现计算失误,从而导致结构安全系数不足;其四,结构设计阶段未能全面、充分地考虑施工过程中可能出现的一些可能性,致使断面不足、结构刚度不足、钢筋配置不足或布置错误等等。
　　2.2 温度裂缝
　　由于公路桥梁都是以钢筋混凝土作为主体结构,而混凝土本身具有热胀冷缩的性质,一旦外部环境或是结构内部出现温度变化时,都有可能造成混凝土变形,如果这种变形受到一定的约束和限制,那么结构内部便会产生一定的应力,当这部分应力超出混凝土本身的抗拉强度时,温度裂缝也就随之出现。通常情况下,引起混凝土结构温度裂缝的主要原因有如下几个方面。
　　(1)水泥水化热。由于公路桥梁的混凝土结构多为大体积混凝土,当浇筑完成后,结构内部的水泥会出现水化热现象,从而导致内部温度升高,这样一来结构内外的温差便会增大,最终便会在混凝土结构表面形成裂缝。
　　(2)日光照射。当桥梁上的主梁、桥面板以及桥墩等受到阳光长时间照射后,这些部位的温度会明显高于其它部位。由于结构受到自身约束的作用,从而会造成局部拉应力过大,这样便会产生裂缝。
　　(3)降温。由于降雨和冷空气侵袭等情况,会使桥梁结构的外表面温度突降,但它的内部温度变化却相对比较缓慢,从而使内外形成温度梯度,这也是温度裂缝产生的主要原因之一。
　　2.3 收缩裂缝
　　由于混凝土收缩产生的裂缝在各大桥梁工程中都是比较常见的现象。这类裂缝属于表面裂缝的一种,其宽度较细,多为龟裂状,并呈纵横交错分布,基本没有任何规律。导致混凝土收缩裂缝产生的主要原因有:水泥标号不足或用量不当、骨料品种选择不当、配合比设计不合理以及养护不到位等等。
　　2.4 设计、施工原因导致的裂缝
　　公路桥梁的结构设计与裂缝产生有着直接关系,如果结构设计的不合理,施工质量再好也会在投入使用后出现裂缝,这在很多工程中都得到了验证。同样的,无论结构设计多合理,如果施工不按设计要求进行,那么仍然会产生裂缝。如,混凝土浇筑、构件制作、拼装以及吊装等不按照相关标准及设计要求进行施工,也会导致裂缝产生。
　　3 公路桥梁裂缝的防治措施
　　3.1 结构设计防裂措施
　　首先,为了尽可能避免荷载裂缝的产生,就必须防止结构发生突变或断面突变,一旦结构突变无法避免时,应当通过细部处理来降低裂缝的产生几率,如将转角设计成圆角、将容易发生突变的部分做成渐变过渡。也可通过增加配筋或斜向钢筋的方法来控制结构突变;其次,为进一步防止混凝土温缩和收缩裂缝,可在设计阶段适当增加结构的配筋数量,以此来增强混凝土的抗裂性,特别是对于一些薄壁结构,采用该方法更加有效;再次,为避免因钢筋锈蚀而导致混凝土产生裂缝,在设计阶段应当严格按照有关规范的要求,采用厚度足够的保护层以及防腐混凝土;最后,对于大体积的混凝土结构,可以采取钢骨架内设冷却水管的方法来增加进出水口,以此来快速降低承台混凝土内部的温度。
　　3.2 加强施工养护
　　加强对桥梁结构混凝土的养护能够有效地降低裂缝产生的几率,可以采取洒水、覆盖以及薄膜保湿等方法进行养护,以此来避免混凝土温度急剧变化、干燥过快等情况发生。混凝土在终凝后养护时间不得少于7d。需注意的是若在冬季施工,不可对裸漏在外的混凝土进行洒水养护,应当采用塑料薄膜进行保温养护。
　　3.3 桥梁裂缝的治理方法
　　对于已经出现裂缝的公路桥梁可以采用以下方法进行治理。
　　(1)填充法。该方法是目前桥梁裂缝常用的处理方法之一,专用于修补宽度较宽的裂缝(缝宽在0.3mm以上),其优点是施工简单快捷、成本较低。在具体施工过程中,可先在裂缝位置处进行开槽,然后将槽内残留的碎片清除干净,如有必要时,可以喷涂底层结合料,填充完毕后,待填料充分硬化应达到一定强度后,使用抛光机对其表面进行打磨即可。对于宽度不足0.3mm且深度相对较浅的裂缝,可在裂缝的位置处开V形槽,其余步骤同上。
　　(2)表面处理法。该方法采用的材料主要为环氧类树脂,在施工过程中,先用钢丝刷对混凝土表面进行打毛处理,然后用清水将表面冲洗干净,再用树脂将混凝土表面的气孔填平,最后在其上铺设薄膜即可。这种方法适合处理裂缝较窄、浆液难以灌入、深度未涉及钢筋表面的发丝状裂缝。
　　(3)灌浆法。该方法的应用范围较广,无论是细小裂缝还是宽度及深度较大的裂缝都可以采用该方法进行处理,并且效果良好。在施工时,先将桥梁结构上的裂缝或是空隙与外界进行封闭隔离,只需要预留进浆口和排气孔即可,随后利用压浆泵将浓度较低的浆液以一定的压力注入到裂缝当中,并使浆液在裂缝中扩散、固化,这样能够达到恢复桥梁结构整体性、抗渗性以及耐久性的目的。
　　参考文献
　　[1] 郭明海.对公路桥梁裂缝成因及维修措施的探讨[J].中国科技纵横,2011(4).
　　[2] 李海翔.混凝土桥梁裂缝成因分析及防治措施[J].广东交通职业技术学院学报,2010(4).