1、干线公路现有桥梁裂缝病害调查与分析谢裕旺(宁德市公路局，宁德 352100)摘 要 本文介绍国道 104线桥梁结构中典型裂缝的种类、特点，对其成因作了相应的分析，并从养扩的角度提出了一些处理办法。关键词 桥梁 裂缝病害 原因分析 处治1 概述裂缝是钢筋混凝土结构、圬工结构在正常使用过程当中的个相当普遍的现象。就微观角度来讲，混凝土结构内的裂缝是不可避免的，如骨料与水泥石粘接面上的裂缝、水泥浆中的裂缝、骨料本身的裂缝等。从没计角度来看，几乎所有的钢筋混凝十构件都是带裂缝工作的，若构件的裂缝是在规定的容许范围内(强度，刚度，耐久性等)，且没有其他额外的特殊因素干扰的情况，般对结构不会产生大的危害。
2、但是在桥梁结构的实际应用期间内，总会有各种综合因素使得构件的裂缝超限、不断的发展，并且会与其他病害产生相互影响，最终造成构件的使用性能降低而影响全桥的整体工作性能，严重的还会酿成恶性的事故，给人民生命财产造成不可挽回的重大损失。桥梁构件的裂缝归根到底是其各种病害产生的突出代表，警示着全桥的使用性能。笔者多年来对 104国道现有的桥梁的病害进行了调查和汇总，根据数十座桥梁的调查资料，对结构的典型裂缝病害浅析如下。2 裂缝种类21 荷载引起的裂缝(1)主要承重构件的弯矩裂缝。出现在简支体系的梁板跨中底部横向位置，悬臂体系正弯矩最大位置，并逐渐向上发展：无铰拱拱顶截面底部出现的横向通裂；双曲拱拱波中
3、部出现的纵向裂缝等。(2)主要承重构件的斜裂缝。出现构件主应力最大处，如简支体系支点附近处斜向裂缝多属此类。(3)局部应力产生的劈裂。出现简支梁梁端、悬臂梁挂梁梁端、牛腿处。(4)受压构件的裂缝。主要出现在混凝土重力式桥墩墩身底截面处：墩台帽局部。(5)结构刚度不足而产生的裂缝。一种情况是出现在较宽的现浇整体板桥中部纵向位置：另一种情况是出现在双主梁式；悬臂梁桥支点附近的桥面板横向位置。22 钢筋锈蚀引起的裂缝钢筋锈蚀后体积会成倍的膨胀，从而产生顺筋开裂，进而加剧锈蚀，产生恶性循环。具体位置有梁板的主筋、箍筋和墩台帽、盖梁钢筋。23 施工工艺引起的裂缝(1)上部结构的工友作缝。主要出现在现浇整
4、体板桥和预制拼装箱梁的横桥向工作缝位置。(2)桥台的工作缝。出现在桥台台身的水平位置。24 基础不均匀沉降引起的裂缝主要体现在下部墩台帽、墩台身的竖向、斜向裂缝，特别是后加宽的桥梁较为普遍。3 裂缝原因分析国道 104线上的桥梁大部分为 20世纪六七十年代修建，已经运营数十年，原桥设计荷载都在汽-15 级以下，再加上超载、超限车辆的日益增多，大批桥梁的技术状况已不能满足行车安全的需要。在超过构件截面抗力设计值很大的外荷载作用下，圬工及钢筋混凝土构件势必会在拉应力、应变较大的位置出现荷载裂缝，且大部分超过了“规范”容许值。圬工拱桥拱顶横向裂缝除了与拱顶正弯矩超限外，拱圈的弹性压缩过大和拱脚变位过
5、大都有直接关系：双曲拱拱波纵向开裂亦与拱桥的横向刚度有关。简支 T梁梁端、悬臂梁牛腿及挂梁梁端产生的竖向、斜向劈裂，应该是由较大的局部压应力和由于支座丧失滑动功能而在制动力和温度影响力等因素作用下产生的较大功率的支座摩阻力共同造成。板桥上、下降游两侧边板的腐蚀网裂：板桥底部、梁桥翼缘处网裂：空心板空心处底部出现的网裂等构造裂缝，大致是由于桥面的积水通过荷载裂缝渗至构件底部，经若干冻融循环而形成较大范围的网裂。此类裂缝宽度虽然较小，且裂缝处都有白色 Ca(0H)2析出，如无其他干扰，均会产生自愈现象，对构件的使用不会造成较大的影响，但在活载作用下，会使其“自愈”不断遭到破坏，从而导致网裂的宽度及
6、范围不断扩大，最终导致大面积表面混凝土剥落，会导致构件内钢筋锈蚀，并造成恶性循环。从现象上看，也不排除是由于碱骨料反应产生的膨胀裂缝：出现在同工程的潮湿部位，缝处有白色、黄色或黑色的碱硅凝胶物质析出，少筋处网裂，近支点处裂缝方向有下行与约束方向的趋势。具体判定还有待于进步取芯分析。跨径较小而宽度相对较大的板桥，中部出现纵桥向通缝，其原因多是由于板内横向钢筋配置较少，荷载增大后，中部挠度增加而造成的纵向拗裂：双主梁式双悬臂两支点附近翼板出现横向裂缝，其原因也与板桥相类似，即荷载增加后，体系挠度增大，桥面纵向配筋不够，最后在支点横向系梁两侧出现横向通裂；此两类裂缝虽然由荷载增大(造成挠度增大)原因
7、引起，但均属于构造配筋方面原因，属非受力裂缝。至于先张法预应力板桥板底出现间隔均匀的横向裂缝，其属于构造裂缝，抑或荷载、施工原因引起，有待于特殊检测后才能下定论。墩、台帽较为清晰的竖向裂缝，位置在中部及其附近，多是由于基础横桥向的不均匀沉降过大造成，原因多是 F部单侧或双侧加宽使得两侧地基重新压缩变形所至：墩、台帽的局部拉裂，主要原因是支座丧失滑动、转动功能，在较大的竖向力、水平力的作用下，而使墩、台帽被拉裂，甚至局部碎落。重力式墩、台身出现的坚向、斜向裂缝，主要原因就 是由寸：加宽等因素的影响而造成基础横桥向两端处沉 降加剧，从而使弯曲拉应力和剪应力增大所至。重力式台身的水平缝可能是由于荷载
8、增加而使台后土应力增大造成，同时也不排除桥台砌石厚度不足而产生的类似于弹性支撑梁模式的破坏，还有是原施上缝未处理得当，在外部因素作用厂在该处产生断裂。重力式墩身的水平缝较为少见，分析原因可能有以下几点：一是竖向荷载增大，造成墩身底界面抗压强度不足所至；二是纵桥向弯矩过大而产生的拉裂；再有可能是由于浅基础纵桥向产生较大不均匀沉降导致；还有是原施工缝未处理得当，在外部因素作用下在该处产生断裂。钢筋锈蚀裂缝的产生(即顺筋开裂)是钢筋最终产生严重锈蚀的结果(体积膨胀)，可分两种情况，种中是混凝土开裂后导致的钢筋锈蚀，即先裂后锈；另一种是因为保护层太薄或露筋而引起的钢筋锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀导致混凝土开
9、裂或表面混凝土成块脱落，即先锈后裂。由于钢筋锈蚀，导致表面混凝上升裂甚至成块脱落，混凝土开裂或脱落又使原来处于混凝土保护层下的钢筋暴露于空气中，如此恶性循环，增加了对桥梁构件的危害。4 防治措施根据结构功能要求、开裂原因、裂缝深度及分布密度、裂缝形态、结构重要性及环境条件等诸多因素的综合分析来确定防治措施。对于因承载力不足而产生的裂缝，必须先进行补强、加固后再进行裂缝的修补，方可奏效，否则裂缝必将不断延展或新增。具体方法：建议用表面粘贴法，即用胶粘剂把碳纤维、芳纶纤维、钢板等材料粘到主要承重构件受拉部位，既能补强加固，又能达到封闭裂缝、防水耐久的作用。套箍法对于受压构件如柱式墩、桩基等的竖向裂
10、缝有着增加承载力和控制裂缝的双向作用。对于较稳定的裂缝如温度网裂、沉降终止后墩、台身上的裂缝等，可用表面涂抹、喷浆或灌浆法处理。对于裂缝变位在同一平面内的数量较少但宽度较大的裂缝(05mm)及由于钢筋锈蚀引起的顺筋开裂，宜用凿槽法(填充法)处理(锈蚀钢筋事先要彻底除锈，并涂上防锈涂料；动态裂缝的修补要用极限变形值较大的延展性材料或做特殊处理)。5 结论(1)桥梁结构裂缝病害的种类多种多样，产生的原因错综复杂，因此，在养护过程中，要全面分析裂缝病害产生的原因，抓住主要因素，对症下药。(2)通过混凝土结构中的原始微裂缝阶段稳定裂缝阶段不稳定裂缝阶段，我们要根据实际情况，确定活动裂缝和非活动裂缝，以便在加固设计、施工、养护工作中实施由针对性的控制手段。(3)实施长期的、科学的、实时的监测手段，对结构物进行客观、准确地评定，是一种经济的、合理的养护手段。
