钢筋砼桥梁裂缝的原因及修补方法

1 钢筋砼桥梁产生裂缝的原因

1.1 荷载引起的裂缝

(1) 直接应力裂缝, 直接应力裂缝是指在外荷载引起的直接应力作用下产生的裂缝。主要有设计计算时产生的裂缝:如结构计算模型发生问题、安全系数问题、结构刚度等问题;有施工时的问题:如随意进行结构的运输、随意改变施工步骤、不进行施工时因为振动的疲劳试验等;有使用时的问题:如桥梁载荷超过设计允许最大载荷、桥梁受到车辆及船只的碰撞等。

(2) 次应力裂缝, 次应力裂缝是指在外荷载引起的次应力作用下产生的裂缝。主要的产生原因有: (1) 由于在设计载荷时未考虑结构的实际工作状态引起局部位置产生次应力; (2) 由于桥梁某些位置开设空洞而造成的局部应力集中产生的裂缝。实际当中, 次应力裂缝往往在载荷裂缝中较为多见。

1.2 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的性能, 当外部温度发生变化时会引起砼的变形, 产生应力, 当应力超过砼的抗拉或抗压强度时, 就会产生裂缝。

1.3 收缩引起的裂缝

在实际工程中, 混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土收缩主要有塑性收缩、缩水收缩、自生收缩及碳化收缩。其中前两项是引起混泥土发生体积变形的主要原因。混凝土产生收缩裂缝时, 主要是表面裂缝, 而且裂缝的宽度较细。

1.4 地基基础变形引起的裂缝

由于混凝土浇筑的过程中, 或者使用的过程中, 地基不稳, 地基发生沉降使得混凝土结构发生应力超过了结构所允许的抗拉抗压能力, 导致结构产生裂缝。地基基础产生沉降的主要原因有:地质勘查不够仔细、地基地质差别大、地基承载差别大、地基基础类型差别较大等等。

1.5 钢筋锈蚀引起的裂缝

钢筋混凝土由于保护层受到二氧化碳腐蚀的影响, 使得钢筋经受腐蚀。钢筋发生腐蚀时, 对周围的混凝土产生应力作用, 导致周围的混凝土发生开裂及玻璃等破裂现象。由于锈蚀的影响, 钢筋与混凝土结合能力较差, 两者承载能力下降, 并且会产生裂缝加剧钢筋的生锈腐蚀, 结构发生破坏。

1.6 冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时, 吸水饱和的混凝土出现冰冻, 游离的水转变成冰, 体积膨胀9%, 因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水 (结冰温度在-78℃以下) 在微观结构中迁移和重分布引起渗透压, 使混凝土中膨胀力加大, 混凝土强度降低, 并导致裂缝出现。

1.7 施工材料质量引起的裂缝

由于混凝土的组成成分较为复杂, 有水泥、水、各种混合外加剂等。因此混凝土的成分材料不合格也可能引起结构产生裂缝。

1.8 施工工艺质量引起的裂缝

混凝土在施工的过程中, 要对混凝土的结构进行各种结构件的制作、运输、堆放及吊装等工作, 这个时候如果施工工艺处理不当, 施工发生问题, 就可能发生混凝土结构的纵向、横向、竖向、水平、表面或者贯穿各种裂缝的发生。

2 钢筋混凝土裂缝的修补方法

2.1 压浆处理

压浆, 指将某种浆液施以一定的压力加注到结构裂缝中, 封闭裂缝、并且提高砼桥梁结构的强度及寿命等的一种修补方式。该种方法一般用于裂缝多并且结构内部有缝隙的场合。按照压浆材料的不同, 可分为水泥灌浆、化学灌浆、沥青灌浆三种方式。

2.2 表面封闭修补法

(1) 表面涂抹法, 对于尺寸小于0.1mm的砼结构裂缝可以采用表面抹灰的方法, 即采用水泥浆或环氧基液等材料涂抹于裂缝位置的一种修补方式。

(2) 打箍加固封闭法, 当钢筋混凝土梁件产生主应力裂缝时, 可采用在裂缝处加密使裂缝封闭的方法。箍可用扁钢焊成或圆钢制成, 既可直箍也可斜箍, 其他方向应和裂缝方向垂直。

(3) 表面喷浆, 表面喷浆, 即首先用凿毛处理裂缝的表面, 而后向裂缝表面喷射一层强度较高的水泥砂浆封闭裂缝。在喷浆处理前, 应当先尽可能地敲击结构除去剥离部分。并且尽量将裂缝凿成V形槽, 用水冲洗裂缝表面, 湿润表面再进行喷浆处理。

(4) 凿槽嵌补, 凿槽嵌补, 即沿着结构裂缝凿出一条深槽, 而后在槽内嵌内如环氧砂浆或沥青等各种化学粘接材料等。通常采用V形槽凿出一条裂缝。槽两边必须进行平整, 且槽必须清洗干净。如果有必要, 在对裂缝进行凿槽时, 必须将裂缝外的砼表面清理干净。

2.3 表面粘贴

表面粘贴, 即采用玻璃布或钢板等材料粘贴在裂缝部位的表面上进行修补的一种方法。其中钢板粘贴法又可分为注入法和压粘法两种, 如图1、图2所示。

3 结论及建议

总之, 引起钢筋砼桥梁产生裂缝的原因很多, 有因为载荷引起的正常因素, 也有因为外界环境诸如温度、地基、施工材料等引起的非正常因素。因此, 在实际过程中, 应当努力运用各种施工技术修补裂缝, 加强结构的养护管理。并且应采取“预防为主”的方针。坚持桥梁的定期维护。

摘要：钢筋砼桥梁在使用过程由于受到各种复杂因素的影响产生裂缝, 产生裂缝的原因很多, 有使用载荷引起的裂缝, 也有其他诸如位温度、混凝土收缩、变形、材料以及施工工艺引起的裂缝。为了有效防止裂缝的扩散以及避免事故的发生, 需要针对不同的裂缝进行有效的裂缝修补措施。

关键词：钢筋砼桥梁,裂缝原因,修补方法