探析混凝土桥面裂缝控制措施

桥梁水泥混凝土桥面裂缝，较为常见的有车辆荷载裂缝、温度裂缝、干缩裂缝、腐蚀裂缝、地基沉降裂缝等，这些裂缝对桥面结构具有不同的危害性，譬如由于地基的沉降，使得结构承载力降低，从而诱发桥面沉降裂缝，进而危及整个桥梁结构的安全；再如温度裂缝，降低了水泥混凝土结构的刚性、剪力强度、拉力强度、抗弯强度等，可能导致桥梁桥面结构应力的重新分配。为此，我们应该根据裂缝出现的位置、裂缝的大小、裂缝的宽度、裂缝的形状等，综合判断不同裂缝可能产生的危害性。

1.某桥梁水泥混凝土桥面裂缝成因

某桥梁桥面工程，以水泥混凝土为主要材料，在桥梁使用期间，桥面出现了不同类型的裂缝，经现场详细勘察分析，确定诱发路面裂缝的原因有如下几方面：

1.1超载

关于案例桥梁水泥混凝土桥面结构的损耗，与车辆的轴载作用、频率等相关，将其换算成为100KN的标准轴载作用次数，即可确定桥面结构的总损耗，其换算公式为：α1=1.46×10-5Pi-0.3736，從该公式中，我们不难看出随着车辆荷载作用力的加大，将以16次方增加换算标准轴载作用，而在桥面出现超载时，并且超过标准轴载的100KN，对桥面结构就会产生严重的破坏，而案例桥梁桥面南下范围，车辆超载30%和60%，可判断出该段桥面在一定程度上受到车辆超载影响。

1.2脱空

桥面裂缝脱空诱因的分析，需要借助宏观力学模型，假定脱空的受力模式、轮迹内荷载分布、面板纵向裂缝方向等，比较脱空桥面与未脱空桥面的使用寿命，其中需要明确桥面的温度疲劳应力和荷载应力，其中温度疲劳应力涉及的计算参数包括弯拉强度标准值、混凝土基层弯拉强度标准值、弯拉弹性模量标准值、最大温度梯度等，通过计算分析，最终确定本工程桥面脱空位置的温度疲劳应力为1.04MPa；荷载应力涉及的计算，按照不同的轴载，分别确定接触压力、弯拉应力和寿命，其中轴载为规范值100KN时，接触压力为0.75MPa，弯拉应力为0.998MPa，寿命30年；轴载为150KN，板边脱空，接触压力为0.95MPa，弯拉应力为1.387MPa，寿命为0.0927年；轴载为20KN时，板边脱空，接触压力为

1.15MPa，弯拉应力1.679MPa，寿命仅为1.17天。通过这些数据，我们基本可以定性反映水泥混凝土桥面的使用情况。

1.3其他原因

本工程桥面裂缝，除了以上两个方面的原因，温度裂缝和干缩裂缝，也是本工程需要重视的裂缝类型。其中温度裂缝主要是因为桥面在周围环境高温、大气温度交替变化等的影响，在水泥混凝土施工期间，发生激烈的水泥水化热现象，而干缩裂缝主要由结构材料的缺陷引起，调查发现，水泥加水后变成水泥硬化体，绝对体积减小，毛细孔缝中的水逸出而产生了毛细压力，该压力在混凝土中产生毛细收缩现象，由此引起混凝土的干缩值为0.04 %～0.06 % ，水泥砂浆的干缩值为0.1 %～0.2 % ，而混凝土的极限拉伸值只有0.01 %～0.02 % ，由此诱发了干缩裂缝。

2.案例桥梁水泥混凝土路面裂缝控制的措施

本工程桥梁的裂缝处治，主要选择补强材料和密封材料，前者适用于修补强度原因诱发的贯穿裂缝，后者适用于干缩和温缩等原因诱发的表面裂缝，具体可结合实际工程的需求而定。关于补强材料的选用，建议选择改性环氧树脂类材料和浮化环氧树脂乳液，其技术标准为：灌入稠度<20S、拉伸强度≥5MPa、粘结强度≥3MPa、断裂伸长率为2-5%；密封材料的选用，建议选择橡胶沥青、硅酮、PU等，其技术标准为：灌入稠度<20S、拉伸轻度≥4MPa、粘结强度≥4MPa、断裂伸长率≥50%。

鉴于本工程裂缝的成因，笔者认为在选用以上材料后，可分别采取以下措施控制桥面的裂缝：

2.1超载原因诱发的裂缝控制

在车辆超载与偏载因素的影响下，桥面产生的荷载裂缝，可借助补强材料、传力杆等，改善桥面的传荷能力，基于工程的实际情况，在此选用切槽安装传力杆的施工方法，

这种施工方法要求在精准划线的基础上，进行切槽和清槽，然后将传力杆安装于槽内，再进行混凝土的浇筑和修饰。在切槽过程中，要求根据安装位置裂缝的开裂程度与走向，合理设计槽的深度与宽度，而且所选用的混凝土砂浆，必须具备较强的粘结性和强度，否则可能出现砂浆脱落的现象。

2.2脱空原因诱发的裂缝处治

本工程桥面脱空位置的裂缝，没有明显的沉降裂缝，因此可采用植筋补强灌缝封水的施工方法，其施工分为三个步骤：

①钻孔。在距离桥面面板至少60cmm的位置，钻取直径至少为φ20mm的斜孔，其中斜孔与桥面面板保持30°的夹角。在钻进过程中，可借助量角器导孔和钢尺量距，以及结合路面板的厚度，控制钻孔的深度，尽量保持钻孔与裂缝的垂直。

②清孔。在钻孔过程中，需要同步清除孔内外的钻渣，期间要求借助空压机吹干净粉尘，以免影响后期植筋时钢筋与混凝土之间的粘结。

③植筋。在清孔后，将胶液注入钻孔内，大约灌满钻孔的1/2后，再用下半部浸胶的φ25螺纹钢筋以转动和抽拔的形式插入孔内，直至钢筋插入到位。在插入钢筋时，如果发现孔内的胶液未能溢出孔口，则可继续注入胶液，然后利用胶液与细砂的拌合物填平孔口。

2.3其他的裂缝处治

针对其他方面的桥面裂缝成因，可灵活应用喷嘴灌入法、注射器注入法、直接灌浆法等裂缝处治措施。其中喷嘴灌入法是在清除裂缝中泥土杂物后，以松香和石蜡作为主要材料配置加热胶溶液，通过灌浆嘴将灌浆材料压入缝隙内，然后进行封缝和加热增强处理；注射器注射法是在清缝后，将PCR和固化剂配置后，用注射器注射进入缝隙内，直至混合剂覆盖满整个缝隙，适用于深度比较浅的裂缝修补；直接灌入法是利用吸尘器吸掉缝内浮土和杂质后，在缝内外涂刷厚度在0.3±0.1mm的聚氨酯底层胶，再将灌浆材料灌入缝内，在固化后即可通车。

3.案例桥梁水泥混凝土桥面裂缝控制的注意要点

根据国内外设计规范和相关试验资料，除了以上桥面裂缝的处治措施，在裂缝控制时，还需要兼顾以下几方面的注意要点：

（1）在材料方面。采用收缩性较小的砼土，控制水灰比，使坍落度控制在120-160MM之间，保证材料具有较高的力学强度、抗磨耗能力、水稳性与热稳等。

（2）在设计方面，结构设计者必须严格按照规范规程规定进行裂缝控制验算，根据不同的结构部位，采取相应的合理配筋。

（3）在工程施工期间，对处于高温环境的钢筋混凝土构件，可采用相关隔热措施对结构进行保护，并加强养护。期间需要通过通过改善材料性能，譬如采用补偿收缩混凝土，并在混凝土湿养护时，借助混凝土的预压应力，有效抵消导致混凝土开裂的应力，以此推迟混凝土收缩过程。

（4）本桥梁车流车辆荷载较大，动荷载较多，故在进行裂缝控制时应严格按照国家规范进行设计，考虑动荷载及其他不利因素，采取较大的富余系数，选取合理配筋，将裂缝的发展扼杀在摇篮里。

（5）环境温度控制。由于本项目桥面结构施工期正值高温季，为减少高温对砼水份的快速蒸发，导致开裂，应尽可能在低温时段作业，作业温度控制在28°左右。

4.结束语

文章通过研究，基本明确了桥梁水泥混凝土路面裂缝的成因，及这些裂缝的处置方法，但在实际桥梁桥面裂缝控制工程中，还有很多当前尚未一一例举的裂缝类型，这些裂缝的具体成因，以及相应的处置方法，需要结合实际工程的施工情况，予以因地制宜的探究与明确，以进一步补充和完善本文的研究内容。

参考文献

[1]邓永华，谢松凌.桥梁施工中混凝土桥面裂缝产生的原因及处理措施[J].科技风，2014，（6）：162.