混凝土桥梁裂缝分类修补方法标准探讨

混凝土桥梁裂缝分类修补方法标准探讨

刘明成杨修志

（山东省临沂市公路局，山东，临沂，276001）

【摘要】结合多年桥梁养护实践，参照“规范”等有关资料，提出了桥梁裂缝修补方法按宽度划分标准、适用范围、处治对策，在一定程度上弥补了规范中的不足，利于桥梁养护，便于实际操作，符合桥梁精细化养护工作理念。对桥梁裂缝的处治具有一定的指导和借鉴作用。

【关键词】混凝土桥梁；裂缝修补方法分类；标准；技术措施

引言

桥梁裂缝可以说是混凝土结构的“常发病”和“多发病”。随着公路通车时间的延长，运营荷载的递增，沿线桥梁结构裂缝数量将会日益增多，而且裂缝长度、宽度也不断增大。裂缝是反映混凝土结构病害的“晴雨表”。裂缝的出现不仅影响桥梁质量，严重的会危及桥梁使用，甚至会导致桥梁垮塌。为此，需要对公路桥梁进行经常性的监测，发现裂缝及时进行处理，以保证桥梁的安全运营。

目前，我国现行“公路养护技术规范”（以下称“规范”）中明确了桥梁裂缝宽度限值，而桥梁裂缝修补方法、分类标准尚不明确，结合公路桥梁养护实践，分析了混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因，为方便桥梁养护维修，对裂缝修补的可行办法、分类标准进行探讨，给出了技术措施，以便于实际操作，及时处治裂缝病害，达到防患于未然的作用。

1．混凝土桥梁裂缝成因及分类

混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类、其产生的原因如下：

1.1成因

混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是在混凝土中出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表。所以，对混凝土结构的损伤检测，首先应从对结构的裂缝调查、检测与分析入手。混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、微裂缝的扩展而引起的。引起裂缝的原因很多，内因是混凝土结构、构件材料质量缺陷，截面尺寸不足、设计、施工、养护失误等；外因是结构超载、位移约束、温度、收缩、徐变影响、灾害损坏影响等。

混凝土结构、构件因承载力不足而产生的裂缝，开裂只是结构、构件承载力下降的一种表面征兆和构造性的反应，并非导致其承载力下降的实质性原因，故不可能通过单纯的裂缝修补来恢复其承载功能。

1.2分类

混凝土桥梁裂缝分为“结构性裂缝”和“非结构性裂缝”两大类。两类裂缝有明显的区别，危害效果也不相同，有时两类裂缝交融在一起。据有关资料表明，结构性裂缝约占全部裂缝的20%，非结构性裂缝约占全部裂缝的80%。

（1）结构性裂缝：由外荷载引起的裂缝，称为结构性裂缝（又称为受力裂缝），分为设计性结构裂缝及施工性结构裂缝。其裂缝的分布及宽度与外荷载有关。这种裂缝的出现，预示结构承载力可能不足或存在其他严重问题。

（2）非结构性裂缝：由变形引起的裂缝，称为非结构性裂缝，分为塑性裂缝、温差裂缝、长期干缩裂缝、龟裂缝及其它侵害性裂缝。如温度变化、混凝土收缩等因素引起的结构变形受到限制时，在结构内部就会产生拉应力，当此应力达到混凝土抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝，裂缝一旦出现，变形得到释放，拉应力也就消失了。

2．混凝土桥梁裂缝表现形式及修补作用

裂缝是混凝土桥梁最常见的缺陷和主要病害，桥梁病害形成往往是从裂缝先开始的。混凝土桥梁裂缝因桥梁类型不一，其表现形式也多样。

2.1表现形式

裂缝按其表现形式可划分为静止裂缝、活动裂缝和尚在发展的裂缝。静止裂缝是形态、尺寸和数量已稳定不再发展的裂缝；活动裂缝是宽度在现有环境和工作条件下始终不能稳定、易随着结构构件的受力、变形或环境温度、湿度变化而时张、时闭的裂缝；尚在发展的裂缝是长度、宽度和数量尚在发展，但经历一段时间后发展将会终止的裂缝。

主要表现为：现浇板式桥梁裂缝纵向开裂，长度基本大于3米，部分贯通整跨；空心板桥裂缝为横向，长度基本与板宽齐，裂缝很细微，基本处于板底横向筋位置；混凝土拱桥裂缝为拱顶处纵向开裂，同时每隔3～5米横向开裂；双曲拱桥拱波纵向裂缝；刚架拱横隔板湿接头裂缝、拱肋裂缝；T梁横隔板连接处裂缝、腹板应力裂缝主要是受力裂缝；

2.2修补作用

裂缝修补后，抵御诱发钢筋锈蚀的介质侵入，延长结构使用寿命；通过对混凝土补强保持结构、构件的完整性；恢复结构的使用功能，提高其防水、防渗能力；消除裂缝对人们形成的心理压力；改善结构外观。

3．混凝土桥梁裂缝修补方法分类标准

混凝土桥梁出现裂缝时，只有处治标准明确、细致，符合施工工艺要求，才更方便养护，更好地实施。参照规范分类，结合养护实践，从养护工艺角度，桥梁裂缝修补方法按缝宽划分。

3.1界面确定

“规范”规定，混凝土裂缝宽度限值最小为0.20mm，当混凝土桥梁产生的裂缝宽度小于0.20mm时，钢筋一般不会受到锈蚀。但是当裂缝不断增多而且宽度越来越大时，钢筋受到有害介质的侵蚀，桥梁的刚度才会相应降低，桥梁的使用寿命也受到很大的影响。裂缝宽度应小于0.20mm或设计规定的范围,若超过这个范围,那么这种裂缝就不正常了,需要对其成因及安全性作进一步析和鉴定。因此，裂缝修补方法以缝宽0.20mm为界面划分。

3.2修补方法

桥梁裂缝修补的必要性主要看桥梁的种类或者桥梁有裂缝的部位，当年最大的裂缝宽度超过“规范”限值时，必须进行修补。裂缝修补效果主要取决于修补材料的质量与相应的施工工艺水平，早期桥梁裂缝修补，根据裂缝宽度，对不同部位，采用不同的材料和修补方法，主要有以下四种：

3.2.1表面封闭法

（1）分类标准：裂缝宽度δ＜0.20mm时，采用表面封闭法。

（2）处治对策：沿构件表面涂刷水泥浆、胶黏剂等材料修补裂缝。对梁板和其它需要防渗的部位，应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。

（3）适用范围：此法适用于混凝土表层微细独立裂缝或网状毛细裂纹。

3.2.2自动低压渗注法

（1）分类标准：裂缝宽度δ≥0.20mm时，可采用自动低压渗注法。

（2）处治对策：借助于较小的压力装置，利用注浆材料良好的渗透性能修补裂缝。

（3）适用范围：此法适用于数量较多，缝宽0.2＜δ＜1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。

3.2.3压力注浆法（“壁可法”）

（1）分类标准：裂缝宽度δ≥0.20mm时，可采用压力注浆法。

（2）处治对策：以较高的压力（0.1～0.4MPa）将裂缝修补胶液或水泥浆注入裂缝腔内，达到充填密实的效果。

（3）适用范围：此法适用于大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。

3.2.4填充密封法

（1）分类标准：裂缝宽度δ≥0.20mm时，可采用填充密封法。

（2）处治对策：先在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出U形或V形沟槽，清理洁净缝后，用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充，必要时以纤维复合材料封闭其表面。

（3）适用范围：此法适用于处理缝宽δ＞0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。

4．结语

混凝土桥梁裂缝处治是一种经常性的桥梁养护作业，分类处治标准的科学、准确、适当与否对桥梁寿命和美观有着很大影响。受时限、区域、技术的影响，现行技术规范存有一定的缺陷。桥梁按裂缝宽度划分修补方法，是结合多年养护实践并参照有关资料而给出的，在一定程度上弥补了“规范”的不足，符合桥梁精细化养护的理念。真理无止境，裂缝标准划分的准确性、合理性以及先进的裂缝填封工艺、新的处治设备，需要我们进一步在养护实践中不断完善和发展。

参考文献：

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