摘 要：介紹了鋼筋混凝土橋梁裂縫的形成原因及修補(bǔ)措施，以加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)物的經(jīng)常性維修整治，使其處于良好的工作狀態(tài)。
關(guān)鍵詞：混凝土橋梁 裂縫 修補(bǔ)
在鋼筋混凝土、部分預(yù)應(yīng)力混凝土甚至全預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中都有出現(xiàn)裂縫的可能，采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施，許多裂縫是可以克服和控制的。通過(guò)對(duì)各種混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，提出了克服和控制裂縫的措施，以便設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中參考。
1 荷載引起的裂縫
混凝土橋梁在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂鋒稱荷載裂縫，歸納起來(lái)主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。
(1)直接應(yīng)力裂縫
是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，其產(chǎn)生的原因如下：
�、僭O(shè)計(jì)計(jì)算階段，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不計(jì)算或部分漏算；計(jì)算模型不合理，結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符；荷載少算或漏算等。
②施工階段不加限制地堆放施工機(jī)具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，隨意翻轉(zhuǎn)、起吊、運(yùn)輸、安裝等。
③使用階段，超出設(shè)計(jì)載荷的重型車輛過(guò)橋；受車輛、船舶的撞擊，發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸災(zāi)害等。
(2)次應(yīng)力裂縫
是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，其產(chǎn)生的原因如下：
①在設(shè)計(jì)外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算有出人或計(jì)算考慮不周，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。
�、跇蛄航Y(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽．、開(kāi)洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計(jì)算中難以用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行模擬計(jì)算，若處理不當(dāng)。在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵幍热菀壮霈F(xiàn)裂縫。在設(shè)計(jì)上，應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)突變(或斷面突變)，當(dāng)不能回避時(shí)，應(yīng)做局部處理。
2 橋粱梁體出現(xiàn)裂縫的修補(bǔ)法
1、小裂縫或沒(méi)有結(jié)構(gòu)作用的裂縫可采用封閉處理，如用環(huán)氧樹(shù)脂膠涂刷封閉，或用工具沿裂縫裸露面鋸或鑿，使縫擴(kuò)大成槽形豁口后，在每條裂縫兩邊5～10mm范圍內(nèi)處理干凈，然后用各種粘結(jié)材料進(jìn)行填充封閉。
2、當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫(不是很嚴(yán)重時(shí))，可采用在裂縫處加箍使裂縫封閉的方法。箍可用扁鋼焊成或圓鋼制成，可直箍也可斜箍，其方向應(yīng)和裂縫垂肓。
3、注射環(huán)氧樹(shù)脂膠液并加配鋼筋的修補(bǔ)法：具體做法是鉆與結(jié)構(gòu)面成45o并與裂縫成9Oo交叉的可鉆3～4個(gè)孔，然后分別插入鋼筋，再在孔中與裂縫中注入環(huán)氧樹(shù)脂膠液封閉裂縫與孔洞，使鋼筋與原構(gòu)件形成一個(gè)整體，從而達(dá)到加強(qiáng)截面強(qiáng)度的目的。
4、鋼板粘貼修補(bǔ)方法，即用環(huán)氧基液粘結(jié)劑涂在整個(gè)鋼板上，然后將其壓粘于待修補(bǔ)的裂縫位置的方法。為使鋼板粘貼牢固，一般多采用雎貼法，也可采用在鋼板與被修補(bǔ)構(gòu)件表層空隙內(nèi)注入粘貼劑的注入法。所用鋼板可用整塊鋼板，也可按照裂縫位置采用帶狀鋼板，如在修補(bǔ)懸臂梁掛梁處裂縫時(shí)，兩種情況都可采尉。
3 其他裂縫的修補(bǔ)方法
3．1 表面封閉修補(bǔ)法
3．1．1 表面涂抹法
通常是在混凝土表面沿寬度較小的裂縫涂抹樹(shù)脂保護(hù)膜，在裂縫寬度有可能變動(dòng)時(shí)，可采用具有跟蹤性的焦油環(huán)氧樹(shù)脂等材料。在裂縫多而且密集或者混凝土老化、砂漿離析的結(jié)構(gòu)物上也可大面積涂抹保護(hù)膜。
3．1．2 “v”形或“u”形槽口充填修補(bǔ)法
在用上述表面涂抹處理不能充分修補(bǔ)的情況下，可采用此方法：在混凝土表面沿裂縫鑿出“v”形或“U”形槽口。然后用樹(shù)脂砂漿充填修補(bǔ)。填補(bǔ)前要用鋼絲刷清除鑿后已浮動(dòng)的混凝土碎片，必要時(shí)可先上底層涂料，然后填塞樹(shù)脂砂漿。
3．1．3 鑿深槽嵌補(bǔ)法
先沿裂縫鑿一條深槽，槽形根據(jù)裂縫位置和填補(bǔ)材料而定，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種黏結(jié)材料，如環(huán)氧砂漿、瀝青、甲凝等。
3．1．4 表面嘖漿法
在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)而且強(qiáng)度高的水泥砂漿保護(hù)層來(lái)封閉裂縫的一種修補(bǔ)方法。根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)和修補(bǔ)要求與條件，可采用無(wú)筋素噴漿，或掛網(wǎng)噴漿結(jié)合鑿槽嵌補(bǔ)等修補(bǔ)方法。
3．1．5 打箍加固封閉法
當(dāng)鋼筋混凝土產(chǎn)生主應(yīng)力裂縫時(shí)，可采用在裂縫處加箍使裂縫封閉的方法。箍可用扁鋼焊成或圓鋼制成，可以直箍也可以斜箍。其方向應(yīng)和裂縫方向垂直。箍與梁的上下面接觸處可墊以角鋼或鋼板。角鋼或鋼板面積及箍的橫截面積，按修補(bǔ)加固部位主應(yīng)力的大小、箍的安全應(yīng)力及混凝土的抗壓強(qiáng)度通過(guò)計(jì)算確定。
3．2 壓力灌漿法修補(bǔ)裂縫
先將結(jié)構(gòu)物的裂縫或孔隙與外界封閉，僅留出進(jìn)漿口及排氣孔，然后將配制的較低黏度的漿液通過(guò)壓漿泵以一定的壓力將漿液壓人縫隙內(nèi)并使其擴(kuò)散、膠凝固化。以達(dá)到恢復(fù)整體性、強(qiáng)度、耐久性及抗?jié)B性的目的。
3．2．1 水泥灌漿修補(bǔ)法
實(shí)施灌漿前應(yīng)對(duì)修補(bǔ)部位裂縫再仔細(xì)檢查一遍，以確定修補(bǔ)數(shù)量、范圍、鉆孔眼位置及漿液數(shù)量。灌漿—般采用不低于42。5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，灌漿壓力一般為4．05×105 Pa～6．08×105 Pa，漿液濃度一般不小于1．6：1(水與水泥的質(zhì)量比)。灌漿加壓設(shè)備，在工程量較大時(shí)宜采用灌漿機(jī)、灌(壓)漿泵，也可采用風(fēng)泵加壓。工程量不大時(shí)可用手壓泵施工，工程量特小時(shí)，可采用類似打氣簡(jiǎn)等工具改制成的注射器施工。
3．2．2 化學(xué)灌漿法修補(bǔ)裂縫
灌漿材料應(yīng)具備黏結(jié)強(qiáng)度高、可灌性好等基本要求。一般常采用環(huán)氧和甲凝2類材料。環(huán)氧灌漿是以環(huán)氧樹(shù)脂為主體，它的黏結(jié)力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、收縮小、耐腐蝕及機(jī)械強(qiáng)度高，裂縫寬度在0．1 mm以上時(shí)采用環(huán)氧灌漿。甲凝灌漿是以甲基丙烯酸甲酯為主體，它具有黏度低、可灌性好、抗拉強(qiáng)度高等特點(diǎn)，常用于修補(bǔ)裂縫寬度在0．1 mm以下的細(xì)裂縫。
灌漿一般采用純壓法灌漿。對(duì)于細(xì)小裂縫漿液需要較長(zhǎng)的膠凝時(shí)間，常采用單液法灌漿，此時(shí)將所用的漿液在泵前混在一起，用灌漿機(jī)進(jìn)行灌注 對(duì)于較寬的裂縫，要求漿液膠凝時(shí)間較短，常采用雙液法灌漿。此時(shí)將所用的漿分成2大部分，用灌漿機(jī)分2路送至灌漿孔口混合裝置再灌人裂縫。
灌漿可采用單孔或群孔同時(shí)灌漿，但必須留有一定數(shù)量的排氣孔。當(dāng)在長(zhǎng)裂縫上同時(shí)布有幾個(gè)灌漿孔時(shí)�？砂戳芽p的深淺由下而上的順序進(jìn)行灌漿。當(dāng)用灌漿泵進(jìn)行灌漿時(shí)，壓力一般由小至大逐步升高，達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后，再保持壓力穩(wěn)定，直至灌漿達(dá)到一定要求再將阻塞器上的進(jìn)漿管閥門關(guān)閉，以使裂縫內(nèi)漿液在受壓狀態(tài)下膠凝固結(jié)。
灌漿完畢待漿液聚合固化后，即可將灌漿嘴一一拆除．并用環(huán)氧膠泥抹平；最后對(duì)每一道裂縫表面再刷一層環(huán)氧樹(shù)脂水泥漿，確保封閉嚴(yán)實(shí)''并使其顏色與混凝土結(jié)構(gòu)盡量保持一致。
3．3 粘貼鋼板法
將整個(gè)鋼板黏貼于待修補(bǔ)的裂縫位置上，使其與原有的混凝土成為整體，從而提高對(duì)活載的抵抗力。用于粘貼的鋼板厚度一般為4．5mm～6 mm，而混凝土與鋼板的黏結(jié)劑一般采用環(huán)氧基液黏結(jié)劑。
3．3．1 注入法黏貼鋼板
在混凝土表面與鋼板之間加墊塊等使兩者之間保持一定空隙，并用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥封閉四周，而后從注入El注入環(huán)氧樹(shù)脂。同時(shí)排出空隙中的空氣。由于是從一方注入因而容易殘留氣泡，施工時(shí)一般用木槌隨時(shí)敲打鋼板來(lái)確定是否灌實(shí)。這種施工法雖然費(fèi)時(shí)，但即使混凝土表面不平整也可進(jìn)行施工。
3．3．2 壓黏法粘貼鋼板
在混凝土表面及鋼板表面各涂1mm～2 mm厚的環(huán)氧樹(shù)脂，然后利用已固定在混凝土中的錨桿把鋼板壓緊在混凝土面上，隨著環(huán)氧樹(shù)脂被擠出，黏貼面之間的空氣也被排出。用這種方法一般不會(huì)殘留氣泡，黏結(jié)效果也好，此法適用于混凝土表面平整的場(chǎng)合。
4 結(jié) 語(yǔ)
隨著我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展和裂縫開(kāi)展機(jī)理的進(jìn)一步研究，影響因素逐漸量化。隨著結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的發(fā)展和計(jì)算軟件的應(yīng)用，大部分因素對(duì)混凝土裂縫的影響能夠較準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)，采取適當(dāng)?shù)拇胧┛梢灶A(yù)防和控制裂縫開(kāi)展。施工工藝的改進(jìn)和施工人員素質(zhì)的提高，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范施工也是預(yù)防和控制施工裂縫的有效方法。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉效堯．橋梁損傷診斷[M]．北京：人民交通出版社，2002．
[2]項(xiàng)海帆．高等橋梁結(jié)構(gòu)理論[M]．北京：人民交通出版社，2002．
