桥梁工程混凝土裂缝原因及修复措施

高巍巍

摘 要：在桥梁的施工和使用过程中，混凝土出现裂缝的现象十分常见，不仅影响了桥梁的整体美观性，还给桥梁的使用带来了巨大的安全隐患。因此，为了有效避免和防止桥梁工程裂缝的产生，必须对桥梁工程裂缝产生的原因进行深入的分析，掌握混凝土的特点，从而研究出裂缝防治以及修复的有效措施，提高桥梁工程的施工质量。

关键词：桥梁工程；混凝土；裂缝；原因；修复措施

1 混凝土特点

混凝土在桥梁工程中应用非常广泛，为此，需要对混凝土的特性进行深入细致的了解。混凝土取材范围广，价格较为低廉，有很高的抗压强度，能够浇筑成各种不同的形状，易于养护，花费的成本较低，因此，混凝土作为一种优秀的材料被广泛应用于建筑结构中。然而，混凝土也存在一定的缺点，其抗拉能力较弱，因此，很容易产生裂缝。通过理论分析和工程实践，证明混凝土结构件的裂缝是不可避免的，只是裂缝大小的区别，有些裂缝非常小，不会对混凝土的使用造成影响，也不会降低其安全性能。在外部荷载力的作用下，一些裂缝会逐渐扩大，进而导致更多的裂缝产生。裂缝数量的增多和蔓延，使混凝土的强度与耐久性受到影响，严重时还会引起坍塌等事故的发生。

2 桥梁工程产生裂缝的原因

2.1 荷载引起的裂缝

2.1.1 直接应力裂缝产生原因

在对桥梁进行设计时，设计员选择了不合适的计算模型或者漏算荷载，导致桥梁的结构尺寸不合适；桥梁施工过程中，施工人员对预制结构受力情况不够了解，施工设备没有合理地安放或者没有严格按照设计图纸进行施工；桥梁投入使用后，通过桥梁的车辆超出设计载荷。此外，暴雨、地震、海啸等恶劣的天气环境，也会导致桥梁裂缝的产生。

2.1.2 次应力裂缝产生原因

常规公式计算的结果与桥梁结构物的实际工作状态不一致，因此，在实际的外载荷的作用下，就会导致桥梁结构的开裂。此外，桥梁的某些特殊的结构，如开洞、设置牛腿等，因其结构比较复杂，对受力情况进行模拟计算时，会与实际受力情况不符，导致桥梁裂缝的产生。

2.2 水分收缩引起的裂缝

通常，混凝土裂缝产生的原因主要是水分蒸发，或者是没有进行合理的保湿。大致可以分为塑性收缩、缩水收缩、自生收缩和炭化收缩这四种收缩方式。在进行混凝土的施工時，对混凝土进行浇筑后，大概四个小时左右，水泥水发生化学反应，其反应程度非常激烈，混凝土中的水分以非常快的速度蒸发，混凝土由失水收缩过渡到塑性收缩。接下来，混凝土逐渐硬结，而混凝土表层的水分则会渐渐蒸发，使得内部湿度下降，进而引起混凝土的体积也慢慢变小，这种收缩就被称为缩水收缩。混凝土结硬过程中，水泥和水之间会有化学反应发生，也就是所谓的自生收缩，并且这种收缩不受外界湿度的影响。此外，空气中的二氧化碳与水泥中的成分也会发生化学反应，即炭化收缩。炭化收缩一般只有湿度在50%的情况下才会发生。

2.3 地基引发的裂缝

桥梁工程在设计之初，都会进行实地考察，如果地质勘查不认真仔细，获得资料的准确性就不能得到保证。地质特点也是必须要考虑的因素，否则，就会导致地基变形的发生，地基变形通常包括地基下沉或者水平方向位移，地基变形会导致桥梁结构产生附加应力，而混凝土结构的抗拉性能是有一定范围的，一旦超出这个范围，就会引起桥梁结构开裂。此外，冻土也会引起地基发生沉降或产生水平位移。桥梁在投入使用后，因其不断地受到外部荷载的作用力，也会逐渐导致地基变形的发生。

2.4 温度引发的裂缝

温度变化因素有：年平均温差引起的均匀温差；日照引起的昼夜温差；季节引起的温差；蒸汽养护或施工时措施不当引起的温差；不可抗拒力引起的温差。温差会导致混凝土的强度发生变化，导致钢筋与混凝土之间的粘结力下降，影响到桥梁结构的稳定性。

2.5 施工工艺不当引发的裂缝

混凝土结构件的制作、运输和安装，都必须严格按照要求进行操作，否则很容易引发裂缝的生成。要根据桥梁工程特点，选择合适的施工工艺，这样才能保证混凝土结构件的质量，防止裂缝产生。导致的裂缝的原因主要是支架和模板的施工工艺不规范。对于支架的施工，要确保支架达到预期的压实，其刚度也要符合建设条件的要求，否则，进行混凝土的浇筑后，支架在压力下产生变形，引发下沉。对于模板的施工，则必须保证模板刚度符合要求，否则，进行混凝土的浇筑后，会导致模板变形。对于混凝土运输的距离和时间也要加以控制，不过运输不当，就会使混凝土蒸发的水分量超标，发混凝土坍落度偏低。此外，对混凝土进行浇筑施工时，要以合理的速度进行浇筑，如果速度太快，会引起混凝土在硬化之前没能足够的沉实，导致混凝土硬化后沉实过大。

3 裂缝修复措施

3.1 对裂缝进行温度控制并进行温度预测分析

未雨绸缪，在没发生裂缝前就对裂缝进行温度控制和预测分析。在科技进步，现代化飞速发展的今天，可以采取很多高科技的技术手段对裂缝加以预测和控制。计算机仿真技术的应用使得对混凝土所处的温度场进行实时监控成为可能，充分考虑施工地的环境和气候，制订合理的温度控制标准和养护方案，确保施工期的混凝土质量，防止裂缝的产生。

3.2 采用混凝土浇筑

混凝土浇筑是工程中修复裂缝时广泛采用的一种方式，与其他方法不同的是，在进行浇筑前需要对浇筑过程中的分块、分层顺序、浇筑物体的流向以及需要浇筑的长度、宽度、厚度和时间进行严格而精密的计算。在对混凝土进行振捣时，要加强振捣的强度，防止漏振和过振的发生，并且必须严格控制混凝土的温度。合理利用施工现场的各种资源，使混凝土能够持续供应，确保施工安全顺利进行。浇筑完成后，要做好水泥浆的清理工作。浇筑后的三四个小时内，首先要将混凝土表面刮平，使混凝土表面平整，接下来用铁滚筒进行碾压，增强混凝土的严实性。修复工作完成后，还要定期进行养护，把裂缝发生的可能性降到最低。

3.3 采用通水冷却方案

修复混凝土裂缝时，需要进行分层浇筑，采用具有冷却水管的薄壁钢管，不仅可以避免管道漏水和阻塞现象的发生，还可以通过试水很快判定漏水和阻塞等问题是否存在。此外，通过对冷却水的流量和温度进行监测，可以有效地监控混凝土内部温度。

3.4 压力灌浆水泥灌注法

采用压力灌浆水泥灌注法时，需要在灌浆前对于裂缝的数量和范围进行细致的检测，根据检测结果确定钻孔位置和灌浆用量。进行钻孔操作时，要注意其科学性和合理性，孔深应穿过裂缝面一定的深度，深度的大小随结构的不同而不同。接下来，进行清理操作，采用从上到下的顺序，用水对钻孔进行逐层清理，最后用空气压缩机吹干。需要注意的是，灌注时必须封闭裂缝和空隙，以免灌浆通过大的裂缝或空隙流到结构表面，导致灌浆溢出。

4 结束语

桥梁工程对我国国民经济发展的作用不言而喻，其安全性也是人们最为关心的问题。须知千里之堤毁于蚁穴，即使一个小小的裂缝也不容忽视，如果得不到及时的修复，很可能造成很严重的后果。文章对裂缝成因及其防治方法进行了分析，相信随着研究的深入，桥梁工程中裂缝问题的解决方式和预防方法会越来越多样化，我国桥梁工程的安全性也将得到更好的保障。

参考文献

[1]路明.混凝土桥梁裂缝产生的原因及预防控制措施[J].山西建筑，2007（4）.

[2]杨彦中.混凝土桥梁裂缝成因[J].黑龙江科技信息，2003（9）.

[3]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京：人民交通出版社，2002.