混凝土桥梁裂缝成因分析与防范研究

何良勇 何良华

（江西省公路桥梁工程有限公司；江西省高速公路投资集团有限责任公司宜春管理中心）

【摘要】混凝土桥梁裂缝作为桥梁工程的常见病害，对于桥梁的安全使用都有着严重的不良影响。本文针对混凝土桥梁结构裂缝，首先分析了裂缝的主要类型及其成因，进而分别在混凝土桥梁结构裂缝的预防以及治理两方面，详细介绍了混凝土裂缝的防范措施，可以为桥梁建设管养提供合理的参考。

【关键词】混凝土；桥梁；裂缝

0 引言

近年来我国交通运输行业迅速发展，交通量以及交通荷载持续增长，部分桥梁在使用过程中出现了各种形式的裂缝。混凝土桥梁的裂缝不仅影响桥梁工程的美观，甚至会影响到桥梁工程主体结构的安全。因此，对混凝土桥梁工程裂缝成因进行分析，并采取相应的措施对混凝土桥梁工程裂缝进行处理，已经成为当前混凝土桥梁工程保养维护的关键内容，这对于确保桥梁工程主体结构安全，实现桥梁工程通车运行的顺利也具有重要的意义。

1. 混凝土桥梁裂缝类型及其成因

（1）混凝土桥梁的收缩裂缝。混凝土桥梁的收缩裂缝主要包括混凝土结构的表面收缩龟裂、墩台混凝土的竖向裂缝、腹板竖向裂缝以及预制构件拼装接头裂缝等几种形式。由于混凝土在硬化凝结过程中，多余的水分会逐步蒸发，而且水泥与水的水化作用也会造成混凝土骨架结构的不断紧密，这就会造成混凝土结构的体积收缩。

（2）混凝土桥梁的温度裂缝。桥梁混凝土结构在使用过程中，会受到外界自然因素的影响，在外界温度变化的情况下，会造成混凝土结构出现温度变形，当混凝土的温度变形受到约束就会造成混凝土内部产生拉应力，当拉应力超过混凝土结构的极限抗拉强度时，就会造成混凝土结构出现温度裂缝。按照温度变形、温度应力以及温度场的不同，温度裂缝可以分为面均匀温差裂缝、截面上、下温差裂缝以及截面内外温差裂缝。

（3）钢筋锈蚀造成的桥梁混凝土结构开裂。桥梁工程混凝土结构内部由于配筋率较高，当混凝土结构内部的钢筋出现锈蚀之后，就会造成混凝土结构体积的增大，造成混凝土保护层的胀裂。导致钢筋锈蚀的原因主要有以下几方面：混凝土的碳化，由于混凝土呈碱性因而会在钢筋的表面形成碱性薄膜，避免钢筋受到酸性的侵蚀，但是由于混凝土的碳化会造成混凝土钝化薄膜的破坏，在侵蚀介质的作用下造成钢筋的锈蚀；氯离子的侵蚀，由于部分地区在冬季会撒布除冰盐，这就会造成氯离子渗入混凝土之中，最终造成钢筋的锈蚀。

（4）碱- 集料反应造成的混凝土结构裂缝。碱集料主要是指水泥中的碱性成分与集料中的活性硅发生化学反应，形成碱—硅酸盐凝胶，当其吸水膨胀后就会造成混凝土结构开裂的发生。碱- 集料反应造成的混凝土开裂最突出的特点就是裂缝通常发生在混凝土的表面，而且在混凝土裂缝位置通常会有白色的凝胶物渗出。收缩裂缝温度裂缝

钢筋锈蚀裂缝 碱- 集料反应裂缝

2. 桥梁混凝土裂缝的防范措施

（1）在混凝土桥梁的设计阶段，应该强化地质勘查工作，避免混凝土桥梁基础下出现软弱下卧层或者是软土地基，通过做好地基处理工作，避免很后期混凝土桥梁结构出现沉降裂缝。其次，在混凝土材料的设计阶段，对于墩台等容易出现裂缝的位置，应该尽可能的选择低水泥用量的配比设计，避免混凝土开裂问题的发生。

（2）在混凝土材料的选择上，为了避免干缩裂缝的发生，应该严格控制混凝土的水泥用量、水灰比以及砂率，避免过大造成收缩性过大。同时可以适当的掺加膨胀剂或者是粉煤灰来缓解干缩裂缝的发生。

（3）在混凝土的施工阶段，对于容易出现冻融开裂的墩台以及桩基等水下结构，应该尽可能的一次浇筑，避免设置施工缝，同时采取降低入模温度以及加快浇筑混凝土的散热等措施避免混凝土开裂问题的发生。

（4）在混凝土浇筑施工结束之后，应该强化对于浇筑混凝土的表面保护，同时及时使用草帘或者是锯末等进行覆盖保湿养生，养生周期一般需要控制在14d ～ 28d 左右，在寒冷季节施工时，应该采取相应的保温措施来避免混凝土结构开裂。

（5）对于混凝土的桥台或者是桥面等容易出现温度裂缝的位置，在设计施工阶段应该尽可能的控制混凝土的连续浇筑长度，或者是设置防收缩钢筋等措施，来减小过长的混凝土结构的收缩量，避免收缩裂缝问题的发生。

3. 混凝土桥梁结构裂缝治理技术

（1）混凝土结构裂缝表面封闭施工。裂缝表面封闭施工主要适用于裂缝宽度小于0.15mm 的裂缝，对于裂缝表面封闭施工技术，首先应该利用砂轮机或者是其他设备对需要封闭的裂缝周边的混凝土表面进行打磨，以便于去除混凝土表层的污渍，在露出新的混凝土表面之后进行清理，然后对裂缝进行封闭施工。

（2）裂缝压注灌缝胶修复施工。裂缝压注灌缝胶修复主要适用于宽度介于0.1mm-1.5mm 的静止型独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状混凝土局部缺陷的补强和封闭。其施工技术为首先将混凝土表面打磨清晰干净，然后骑缝按照20 ～ 40cm 的间隔粘贴固定专用注射器的基座，并在基座间裂缝通过使用环氧树脂胶泥或GF 布作密封处理。

（3）裂缝注浆修补施工。裂缝注浆修补施工主要适用于宽度超过0.15mm 的静止型裂缝、大型结构的贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状以及深而蜿蜒的裂缝。施工方式根据注浆孔的不同可以分为固定注浆嘴以及钻孔埋管两种方式。现在在工程施工中使用较多的主要是固定注浆嘴施工技术，注浆嘴的设置间距一般为20-50cm左右，在注浆嘴设置好之后同样需要对裂缝进行密封，之后利用专业的压浆设备对裂缝进行注浆，在注浆料全部凝固后，即可撤除压浆嘴。

（4）裂缝填充密封修补施工。裂缝填充密封修补主要适用于宽度在0.5mm 以上的活动裂缝和静止裂缝，裂缝填充密封修补施工工艺为首先沿着裂缝的走向对裂缝进行凿槽或者是切槽，并将开槽的端头做成弧形，之后吹风清洗干净。然后先将槽内壁湿润，之后利用微膨胀水泥砂浆、聚合物砂浆或细石混凝土作为灌缝材料进行填缝，并将表面抹压平整。

4. 结语

造成混凝土桥梁裂缝出现的原因多种多样，勘察设计、施工运营管理等阶段存在问题均有可能造成混凝土桥梁工程裂缝问题的发生。因此，对于出现裂缝的混凝土桥梁，桥梁保养维护管理部门应该细致的分析裂缝出现的原因，然后有针对性的采取处理措施，消除裂缝造成混凝土桥梁结构的安全隐患，确保混凝土桥梁工程的结构稳定以及安全，进而延长桥梁的使用寿命。

参考文献

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[2]《公路圬工桥涵设计规范（JTGD61-2005）应用算例》北京人民交通出版社2005 年

[3] 李江红，李静，吴红联. 道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J]. 科技与企业，2013