鋼筋混凝土橋梁梁體常見裂縫及維修

　　摘 要：介紹了鋼筋混凝土橋梁梁體常見的裂縫及幾種維修方法。

　　關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土 橋梁梁體 裂縫 維修方法

　　混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的主要原因。

　　1、混凝土與鋼筋混凝土簡支梁橋的常見裂縫

　　1.1網(wǎng)狀裂縫

　　網(wǎng)狀裂縫發(fā)生在各種跨度的梁上。這種裂縫細(xì)小，寬度約為0.03~0.05mm，用手觸及有凸起感覺， 網(wǎng)狀裂縫多為混凝土收縮所引起的表面龜裂。

　　1.2下緣受拉區(qū)的裂縫

　　這種裂縫多發(fā)生于梁跨中部，梁跨度越大，裂縫越多。它自下翼緣向上發(fā)展，至翼緣與梁肋相接處停止。裂縫間距約0.1~0.2m，寬度約為0.03~0.1mm. 跨度<10m的梁，其裂縫少而細(xì)小(寬度0.03mm以下)。下緣受拉區(qū)的裂縫多為混凝土收縮和梁受撓曲所產(chǎn)生的裂縫。

　　1.3腹板上的豎向裂縫

　　腹板上的豎向裂縫最為常見，也是較為嚴(yán)重的一種裂縫。當(dāng)跨徑>12m時，其裂縫多位于薄腹 部分。在梁的半高線附近裂縫寬度較大，一般在0.15~0.3mm.當(dāng)梁跨徑<10m時，其裂縫較細(xì)小且多數(shù)裂縫系由梁肋向上延伸，上端至腹板頂部。這種裂縫多系設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量不良、養(yǎng)護(hù)不及時或溫度及周圍環(huán)境條件不良的影響所致。

　　1.4腹板上的斜向裂縫

　　腹板上的斜向裂縫是鋼筋混凝土梁中出現(xiàn)最多的一種裂縫，且多在跨中兩側(cè)，離跨中越遠(yuǎn)傾斜 角越大，反之較小。傾角約在15°~45°之間，第一道裂縫多出現(xiàn)在距支座0.5~1.0m處，裂縫寬度 一般在0.3mm以下。它系設(shè)計(jì)上的缺陷，主拉應(yīng)力較計(jì)算值大，混凝土不能負(fù)擔(dān)而造成的。

　　1.5運(yùn)梁不當(dāng)引起的上部裂縫

　　運(yùn)送梁時支撐點(diǎn)沒有放在梁的兩端吊點(diǎn)上(偏向跨中)，支撐點(diǎn)處上部出現(xiàn)負(fù)彎矩而引起開裂。

　　1.6梁端上部裂縫

　　由于墩臺產(chǎn)生不均勻沉降，形成梁端局部支撐壓力增大，產(chǎn)生局部應(yīng)力所致。裂縫由下往上開 裂，嚴(yán)重者寬度可達(dá)0.3mm以上。

　　1.7梁側(cè)水平裂縫

　　梁側(cè)水平裂縫近似水平方向的層裂縫，多為施工不當(dāng)引起，如分層灌筑、間隔時間太長。

　　1.8梁底縱向裂縫

　　梁底縱向裂縫是沿下翼緣主筋方向的裂縫，是由混凝土保護(hù)層過薄或摻入氯鹽等速凝劑所造成。

　　2、預(yù)應(yīng)力混凝土梁、懸臂梁與連續(xù)梁橋的常見裂縫

　　2.1先張法梁梁端錨固處的裂縫

　　這種裂縫均起始于張拉端面，寬度約為0.1mm左右，長度一般只延伸至擴(kuò)大部分的變截面處。它 是由于在兩組張拉鋼筋之間梁端混凝土處于受力區(qū)，或因錨頭處應(yīng)力集中和錨頭產(chǎn)生的楔形作用而 使錨頭附近產(chǎn)生細(xì)小水平裂縫。

　　2.2后張法梁梁端(或其他部位)錨固處的裂縫

　　通常發(fā)生在梁端或預(yù)應(yīng)力筋錨固處，裂縫比較短小。發(fā)生在梁端時多與鋼絲束方向一致，在錨 固處時與梁縱軸多呈30°~ 45°角。在運(yùn)營初期有所發(fā)展，但不嚴(yán)重，以后會趨于穩(wěn)定。這種裂縫主 要由于端部應(yīng)力集中，混凝土質(zhì)量不良所致。

　　2.3腹板收縮裂縫

　　大多在脫模后2~3天內(nèi)發(fā)生，裂縫通常從上梁肋到下梁肋，整個腹板裂通，寬度一般為0.2~0.4mm， 施加預(yù)應(yīng)力后大多會閉合。這種裂縫多為混凝土收縮和溫差所致，如極低的外界溫度，混凝土未保溫養(yǎng)生，使應(yīng)力分布不均。

　　2.4懸臂梁剪切裂縫

　　剪切裂縫出現(xiàn)在腹板上，看起來近似按45°角傾斜，一般出現(xiàn)在支點(diǎn)與反彎點(diǎn)之間的區(qū)域。剪 切裂縫產(chǎn)生的主要原因是：預(yù)應(yīng)力不足;超載的永久荷載;二次應(yīng)力;溫度作用等。此外，設(shè)計(jì)中缺 乏對多室箱梁腹板內(nèi)剪力分布的認(rèn)識，設(shè)計(jì)時未考慮橫截面的實(shí)際變形，沒有重復(fù)檢算力筋截?cái)嗵幍?左右截面受力情況。

　　2.5懸臂箱梁錨固后接縫中的裂縫

　　懸臂箱梁在連續(xù)力筋錨固齒板后面的底板內(nèi)會產(chǎn)生裂縫，并有可能向著腹板擴(kuò)展，裂縫與梁縱軸 呈30°~45°角。產(chǎn)生這種裂縫的原因是由于預(yù)應(yīng)力筋作用面積小，產(chǎn)生的局部應(yīng)力過大，或者由于 頂?shù)装逯辛铄^具之間水平方向錯開的距離太小。

　　2.6底板裂縫

　　箱梁板上發(fā)生不規(guī)則裂縫，是由于梁模向受力性能與橫向不變形截面顯得有很大的不同，即由于 腹部與底板受力不均所致。

　　2.7箱梁彎曲裂縫

　　混凝土抗拉能力不足，會導(dǎo)致箱梁彎曲裂縫的產(chǎn)生。在分段式箱梁中，一般出現(xiàn)在接縫內(nèi)或接縫 附近，梁底裂縫可達(dá)0.1~0.2mm.彎曲裂縫一般很小，結(jié)構(gòu)不受損傷，但在荷載反復(fù)作用下(汽車動力 荷載及溫度梯度)裂縫有可能會擴(kuò)大。

　　2.8連續(xù)梁彎曲裂縫

　　在連續(xù)梁中，正彎矩區(qū)的梁底部和負(fù)彎矩區(qū)的頂部可能發(fā)現(xiàn)這種裂縫。彎曲裂縫主要是由于混凝 土抗拉能力不足引起的。

　　2.9預(yù)應(yīng)力梁下翼緣的縱向裂縫

　　這種裂縫為預(yù)應(yīng)力梁中最嚴(yán)重的一種裂縫，多發(fā)生在梁端第一、二節(jié)間的下緣側(cè)面及梁底，或腹板 與下翼緣交界處，少數(shù)發(fā)生在腹板上。這種裂縫一般處于最外的一排鋼絲束部位，寬度為0.05~0.1mm.產(chǎn) 生原因是由于下翼緣受到過高的縱向壓力，保護(hù)層太薄或混凝土質(zhì)量不好所致。

　　3、拱橋、桁架拱橋與剛架橋的常見裂縫

　　石砌拱橋中最容易出現(xiàn)裂縫的地方是拱頂附近的下部，裂縫有時可一直延伸到拱上結(jié)構(gòu)(邊墻)。此外，在拱圈表面有時會產(chǎn)生和拱圈平行的裂縫， 如拱圈和邊墻用不同材料砌筑，在接緣處也會發(fā)生裂縫。裂縫最初出現(xiàn)時較小，但以后在外界因素的 作用下會逐漸擴(kuò)大。

　　空腹式鋼筋混凝土拱橋在拱腳、立柱、立柱與拱圈相接的地方可能會出現(xiàn)裂縫。

　　鋼筋混凝土雙曲拱橋常見裂縫有：主拱圈拱腳處上緣出現(xiàn)橫貫裂縫、主拱圈跨中截面肋波接合面 的環(huán)向裂縫、腹拱板沿橋?qū)挼臋M向裂縫、拱波沿橋縱向裂縫、立柱與蓋梁混凝土剝落露筋并有壓裂現(xiàn)象。

　　桁架拱橋常見裂縫有：靠近橋頭橋面由于受負(fù)彎矩作用，多出現(xiàn)沿橋?qū)挿较虻臋M向裂縫、立桿與 上下弦桿接合處的裂縫;當(dāng)跨徑較大，架片分段預(yù)制并采用現(xiàn)澆混凝土接頭或鋼板接頭時，受荷載反 復(fù)作用而出現(xiàn)施工接頭的拉裂。

　　鋼架拱橋由于支點(diǎn)的不均勻沉陷，致使剛架各點(diǎn)產(chǎn)生附加彎矩，橫梁左節(jié)點(diǎn)處為負(fù)彎矩，梁頂為 受拉區(qū)，因此橫梁左端產(chǎn)生從上向下開展的裂縫，右端產(chǎn)生由下向上的裂縫，左側(cè)支柱上側(cè)產(chǎn)生從外 向內(nèi)的水平裂縫。

　　4、橋梁梁體裂縫的處治方法

　　橋梁梁體裂縫常用的處治方法主要有：

　　1)小裂縫或沒有結(jié)構(gòu)作用的裂縫可采用封閉處理，如用環(huán)氧樹脂膠涂封閉，或用工具沿裂縫裸露 面鋸或鑿，使縫擴(kuò)大成槽形豁口后，將裂縫兩邊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，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，其方向與裂縫垂直。

　　3)注射環(huán)氧樹脂膠液并加配鋼筋，具體做法是鉆與結(jié)構(gòu)面成45°并與裂縫成90°交叉的孔(按裂 縫長度，可鉆3~4個孔)，然后分別插入鋼筋，再在孔中與裂縫中注入環(huán)氧樹脂膠液封閉裂縫與孔洞， 使鋼筋與原構(gòu)件形成一個整體，從而達(dá)到加強(qiáng)截面強(qiáng)度的目的。

　　4)鋼板粘帖修補(bǔ)，即用環(huán)氧基液粘結(jié)劑涂在整個鋼板上，然后將其壓粘于待修補(bǔ)的裂縫位置上。 為使鋼板粘貼牢固，一般多采用壓貼法，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。鋼板可以是整塊鋼板，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，兩種鋼 板都可采用。

　　在檢測橋梁梁體裂縫時，要正確地判斷出裂縫產(chǎn)生的原因，有針對性地采取有效方法對裂縫進(jìn) 行維修。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1、《高速公路養(yǎng)護(hù)管理手冊》，人民交通出版社，2002年12月

　　2、徐??！稑蛄簷z測與維修加固百問》，人民交通出版社，2002年6月

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