2018探讨桥梁工程中裂缝的防治

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　　 摘要:在桥梁建造和使用过程中，出现裂缝是一个困扰工程技术人员和工程维护人员一个常见问题，工程的破坏、寿命减少和倒塌大多是由裂缝扩展开始。如何在施工中减少裂缝的出现和运营中对裂缝的宽度控制是一个关键。
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　　 关健词:裂缝裂缝产生防治
　　 混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力作用和外部荷载作用，以及温差、干缩变化等因素作用下形成的，而且形态各异，根据其主导原因，分为两大类：非结构性裂缝、结构性裂缝。非结构裂缝常见的有沉缩裂缝、温度裂缝、干缩裂缝、化学作用裂缝；结构性裂缝常见的有应力裂缝和施工处理不当等因素引起裂缝。
　　 1、沉缩裂缝
　　 混凝土浇灌好后开始逐渐凝聚，由流体逐渐变为塑态，随着泌水而沉降或随混凝土塑性收缩产生。
　　 此类裂缝危害是减少钢筋的混凝土保护层厚度，加速钢筋的锈蚀，原因主要是钢筋上方与其周围不同的收缩下沉产生。与混凝土的原材料、配合比、坍落度、浇注的高度、浇注的速度、模板粗糙程度、干燥程度、钢筋密度、振捣密实度等有关。
　　 在施工中为预防此类裂缝常采取的措施：
　　 （1）严格控制混凝土的材料、水灰比。
　　 （2）振捣密实，不能出现露振和过振。
　　 机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5-15s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。
　　 （3）混凝土凝固时间不宜过短，下料不宜过快，并根据天气情况采取缓凝措施。
　　 （4）掺入减水剂和适量粉煤灰，以减少沉降和收缩。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小
　　 （5）针对施工外界环境，采取措施避免水分剧烈蒸发。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。
　　 2、塑性干燥及收缩裂缝
　　 混凝土浇注4小时以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生裂缝。这种裂缝在工程中比较常见，出现在混凝土表面，形状很不规则，长短不一，互不连贯。施工中采取二次收浆的办法减少它。
　　 （1）严格控制水灰比及水泥用量，选用较大砂率和级配良好的石料。
　　 （2）避免混凝土自身与外界相差过大，做好养护。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。
　　 （3）设置风档，高温下风大施工时做到及早喷水养护。
　　 （4）混凝土浇注前，将基层和模板充分浇水湿透；浇注后，发现微细裂缝及时压抹一次。
　　 （5）裂缝形成后，对现浇梁，在表面抹一层薄砂浆封闭裂缝，保护钢筋；预制件，可在裂缝表面，涂环氧胶泥或粘环氧玻璃布，封闭处理。
　　 3、长期干缩裂缝
　　 混凝土凝固过程，混凝土多余水分蒸发，体积缩小，同时水泥和水起水化作用逐渐硬化而形成水泥骨架不断紧密。收缩量随时间增长而不断加大，初期收缩较快，尔后日趋后。当混凝土成形后，表面水分蒸发，由表及里，截面上湿度形成梯度，内外干缩量不一，因此混凝土表面收缩变形受到混凝土内部约束或其他约束产生拉应力，尤其当混凝土养护不当，表面受到风吹日晒，表面水分蒸发过快，产生较大的拉应力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。
　　 4、温度裂缝
　　 钢筋混凝土结构随着温度变化会产生热胀冷缩变形，当此变形受到约束，在混凝土内部即会产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时，会出现此裂缝，温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。按结构的温度场不同，温度变形，温度应力不同，此裂缝分三种类型。
　　 （1）截面均匀温差裂缝
　　 （2）截面上下温差裂缝
　　 （3）截面内外温差裂缝
　　 5、施工因素产生的裂缝
　　 （1）施工材料的影响
　　 水泥安定性不合格、水泥强度不足、水泥含碱量较高；砂石粒径太小、级配不良、空隙率大；砂石中云母的含量较高；砂石中含泥量高；砂石中有机质和轻物质过多；拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高等均可引起混凝土产生不同的裂缝。
　　 （2）施工工艺等影响
　　 2-1 桥台间填土不实，含水量大，台后排水不良及模板支撑发生下沉或晃动原因，容易引起U形桥台，翼墙与前墙连接处开裂；耳墙式桥台，在耳墙与雉墙连接处出现竖向裂缝。
　　 2-2混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝，如桥墩，尤其高墩，由于施工缝处混凝土抗拉强度低于设计要求，容易在活载作用下，边缘产生超过设计拉应力的水平裂缝。
　　 2-3由于支架、拱架、模板发生不均匀沉陷，在现浇混凝土上产生裂缝。
　　 2-4连续梁混凝土，由于模板和支架因施工过程中重量分布的变化发生挠度变化，造成最先浇注的混凝土发生裂缝形成缺陷。
　　 2-5预制构件中模板隔离剂失效，混凝土与模板粘连，起吊模板时，构件受力不均或受扭，出现纵向斜向裂缝。
　　 2-6构件堆放、运输时，支撑垫木不在一条竖直线上或运输时构件悬挑过长或吊点位置不对或构件侧向刚度较差，吊装时没有采取临时加固措施，造成混凝土开裂。
　　 2-7安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。
　　 （3）由以上施工原因引起的裂缝，在施工中采取如下预防措施：
　　 3-1施工中采取的材料经试验合格，满足设计和规范要求。
　　 3-2要做好模板、支架、拱架各支撑处基础和地基处理，确保其不发生沉降、移位等变形。
　　 3-3耳墙式桥台、U型桥台，要控制其间填土的土质、含水量及密实度，做好桥台的防水和排水设施，防止填土过湿及受冻。
　　 3-4桥墩混凝土或大体积混凝土浇筑中，要按要求及技术规程，对不可避免的施工缝，要清除浮浆，冲洗待浇面并铺水泥浆，后在继续浇混凝土。施工中尽量不留施工缝。
　　 3-5预先设计好浇注顺序和分区，浇注时严格按顺序进行，并在混凝土中掺入缓凝剂，调整硬化开始时间，为防止发生裂缝，可最先浇注会产生最大挠度的混凝土，最后浇注容易产生裂纹的中间支点混凝土。
　　 3-6预制构件模板应涂隔离剂并保持浇注前有效，构件起模前用千斤顶均匀松动，后再平稳脱模。
　　 3-7构件堆放，按其受力特点设垫块，重叠堆放，垫块应在一条直线上，板、柱等正反相同的构件应做好标志，避免放反损坏；运输中，应在构件间设垫木并互相绑牢，防止晃、撞。
　　 3-8吊装时，按规定设吊点。对侧向刚度差的构件如预制空心箱梁，要有横向加固，并设牵引绳，防止吊中晃。
　　 3-9施工中严格按施工规范和设计要求进行。
　　 6、结构性裂缝
　　 （1）设计原因为主的裂缝
　　 1-1钢筋锚固长度不够产生裂缝。受拉钢筋必须有足够的锚固长度，否则会产生钢筋滑移裂缝，因此设计应使钢筋伸到最大应力处，悬臂结构的顶部钢筋应伸出反弯点以外。
　　 1-2计算简图与实际受力不符引起开裂。在设计图纸时，要做好简化模型。
　　 1-3计算错误，构造不当引起的变形开裂。
　　 1-4构件刚度不足引起开裂。
　　 1-5结构次应力引起开裂。
　　 （2）施工原因造成裂缝
　　 包括钢筋配置位置不当，模板制作不当，原材料质量不佳，施工过程中超载，施工质量粗糙低劣，施工顺序不当等原因引起。
　　 （3）使用原因为主的裂缝
　　 主要包括改变建筑结构使用条件，在建筑结构上任意凿孔洞、沟槽。任意加层，年久失修等因素引起。
　　 （4）其他原因引起的裂缝
　　 主要包括高温使钢筋混凝土结构开裂脱皮，强度降低、钢筋腐蚀、火灾地震等原因。
　　 综上所述，对不同原因的裂缝采取不同的有针对性预防措施，就可减少或防止裂缝的发生和扩展。但当裂缝出现后，并不可怕，要经过认真分析，查找原因，当裂缝不是危及结构或构件安全、设计同意下，可以进行裂缝修补。
　　 1、裂缝修补材料要求
　　 （1）当采用化学灌浆材料时，要求浆液的粘度小，可灌性好，浆液固化后的收缩性小，抗渗性好，其抗压、抗拉强度高，有较高的粘结强度，要求浆液为无毒或低毒材料，浆液固化时间可以调节。
　　 （2）化学灌浆主要采用环氧树脂和甲基丙烯酸脂类。其中环氧树脂浆液配比（重量比）：环氧树脂：丙酮：乙二胺=100：20：15；甲基丙烯酸脂类浆液配比（重量比）：甲基丙烯酸甲脂：醋酸乙烯：过氧化二苯甲酰：对甲苯亚磺酸：二甲基本胺=100：18：1.5：1：1
　　 （3）水泥浆和水泥砂浆有时也用于裂缝修补，但需做试配，并检验其抗压、抗拉、抗弯强度。
　　 2、裂缝修补方法及规定
　　 对静止裂缝，当裂缝宽度小于0.3MM时，裂缝浅而细且条数多时，宜用环氧树脂浆液或水泥浆液进行表面封闭；当裂缝细而深时，宜用甲基丙烯酸脂类浆液或低粘度环氧树脂浆液灌注；当裂缝宽度大于或等于0.3MM时，宜用环氧树脂浆液灌注；当裂缝宽度大于1.0MM时，可用微膨胀水泥浆修补，修补前应在裂缝表面涂刷一层水泥浆界面剂。
　　 对于活动裂缝，即处于继续开展而未稳定的裂缝，应在分析并控制裂缝开展使其稳定后，方可按上述方法修补。
　　 3、裂缝修补的施工
　　 用灌浆法修补裂缝，其原理是将裂缝构成一个密闭性空腔，有控制的预留进出口，借用专用灌浆泵将浆液压入缝隙，并使之填注密实。施工的工艺流程：裂缝处理---埋设灌浆嘴、盒、管---封缝---密封检查---配制浆液---灌浆---封口结束---检查。
　　 从裂缝的产生到发现、分析原因、采取措施治理，我们可以得到在桥梁施工中，预先采取措施可以预防裂缝的出现。但也要认识到裂缝的发生并不可怕，对发现的裂缝不应隐埋，要经过认真分析和探讨后，采取有效的办法去解决，对分析不可靠的裂缝，该报废的就应报废，对质量问题绝对不能马虎。