一、引言
橋梁結(jié)構(gòu)在施工和營(yíng)運(yùn)使用過(guò)程中。常常會(huì)出現(xiàn)各種不同形式的裂縫。其中，由磚、石和混凝土構(gòu)筑而成的橋梁結(jié)構(gòu)物，由于磚石砌體及
材料的抗拉能力較弱，稍微受拉就會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，對(duì)于磚、石和混凝土結(jié)構(gòu)物來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生裂縫幾乎是不可避免的。這就需要我們對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行分析并及時(shí)進(jìn)行加固技術(shù)處理。
二、橋粱結(jié)構(gòu)常規(guī)裂縫機(jī)理分析
橋梁結(jié)構(gòu)常規(guī)裂縫機(jī)理的產(chǎn)生相當(dāng)復(fù)雜，單因素裂縫是很少的。但是，一般說(shuō)來(lái)，裂縫主要是由一種或幾種因素引起的，
其它因素只是起了裂縫主要是由一種或幾種因素引起的，其它因素只是起了裂縫繼續(xù)發(fā)展或加劇劣化的作用。因此，在分析裂縫產(chǎn)生的原因時(shí)，可以將裂縫形式與單因素或主要的兩、三種因素一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，這種分析方法是最簡(jiǎn)單、最直接，也是很有效的方法。
1、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的認(rèn)識(shí)
混凝土是當(dāng)今橋梁結(jié)構(gòu)中使用最廣泛、應(yīng)用量最大的一種材料。因?yàn)樗梢耘渲瞥刹煌瑥?qiáng)度、不同性能和不同形狀的各種混凝土結(jié)構(gòu)物，并有效好的耐久性，除非受到侵蝕性環(huán)境的化學(xué)腐蝕或者遭到物理破壞，混凝土幾乎具有無(wú)限的生命潛力。但大多混凝土都是帶裂縫工作的，有的裂縫并不影響混凝土的使用，但涉及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度裂縫的存在和發(fā)展，將使相應(yīng)部位構(gòu)件的承載力受到一定程度的削弱，同時(shí)裂縫還會(huì)引起保護(hù)層剝落、鋼筋銹蝕、混凝土碳化、持久強(qiáng)度低等，甚至危害橋梁的正常運(yùn)行和縮短其使用壽命。
2、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理原則
工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論分析說(shuō)明，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的，只是有些裂縫是無(wú)害的或可控制的。如果對(duì)建筑物的抗裂要求過(guò)嚴(yán)，必將付出太大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)?？茖W(xué)的要求應(yīng)是將裂縫的有害程度控制在允許范圍之內(nèi)。筆者認(rèn)為我國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的應(yīng)靈活一些，對(duì)荷載產(chǎn)生的裂縫規(guī)定寬度限制，設(shè)計(jì)方法可由設(shè)計(jì)人員選取。
3、混凝土結(jié)構(gòu)的微觀裂縫與宏觀裂縫
微觀裂縫的特點(diǎn)是細(xì)而短，肉眼不可見(jiàn)。一部分微裂縫存在于砂漿中；一部分存在于骨料與砂漿的界面上。這種裂縫一般產(chǎn)生于混凝土結(jié)硬化時(shí)，由于內(nèi)應(yīng)力或應(yīng)力流的轉(zhuǎn)向而致，它可用混凝土的構(gòu)造理論加以解釋。
荷載試驗(yàn)表明，當(dāng)混凝土受壓時(shí)，荷載在30％的極限強(qiáng)度以下時(shí)，微裂幾乎不變動(dòng)，在30％一70％極限強(qiáng)度時(shí)，微裂開(kāi)始擴(kuò)展并增加，到70％一90％極限強(qiáng)度時(shí)，微裂顯著擴(kuò)展并迅速增多，其微裂之相互串聯(lián)起來(lái)，直至完全破壞，可以說(shuō)小于0.05mm的不可見(jiàn)裂縫為“微觀裂縫”，大于等于0.05mm的可見(jiàn)裂縫為“宏觀裂縫”?；炷亮芽p是微裂的擴(kuò)展．在建筑結(jié)構(gòu)中對(duì)使用無(wú)重大危害。
三、橋梁結(jié)構(gòu)常規(guī)裂縫機(jī)理的綜合分析
1、根據(jù)初步調(diào)查的結(jié)果，歸納出裂縫產(chǎn)生的原因?qū)僖韵履念惢蛘呤且韵履膸最惖墓餐饔玫模?br />
a．材料使用不當(dāng)b．施工質(zhì)量低劣；c．使用環(huán)境及外界環(huán)境的不良影響；d．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及外力作用。
2、按裂縫形態(tài)、混凝土級(jí)配、氣候條件等要素分類以及根據(jù)設(shè)計(jì)圖、計(jì)算書(shū)等分類，對(duì)開(kāi)裂原因進(jìn)行分析，找出各種分析中的共同原因，據(jù)此確定結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的真正原因。
3、著根據(jù)初步調(diào)查的結(jié)果找不出開(kāi)裂的共同原因或主要原因，則在可能引起開(kāi)裂的有關(guān)原因的小范圍內(nèi)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，并根據(jù)詳細(xì)調(diào)查結(jié)果，進(jìn)一步篩選，綜合分析，推斷開(kāi)裂的真正原因。
4、若前面兩個(gè)步驟還找不出確切的開(kāi)裂原因，則應(yīng)聘請(qǐng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)，尤其是被鑒定結(jié)構(gòu)有較高理論水平及豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家，進(jìn)行高水平的綜合分析判斷。
四、橋梁加固工作程度
橋梁在使用過(guò)程中，隨著使用年限的增加，其結(jié)構(gòu)性能逐漸退化，出現(xiàn)各種損傷，為保證其安全性，就需要經(jīng)常進(jìn)行維修來(lái)滿足其使用功能并延長(zhǎng)其使用壽命。
橋梁結(jié)構(gòu)加固的工作程序?yàn)椋?br />
橋梁檢定——確定加固方案——施工圖設(shè)計(jì)——施工組織設(shè)計(jì)——施工一一工程驗(yàn)收。對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)加固方案的選擇十分重要，方案的優(yōu)劣不僅影響資金的投人，而且將影響橋梁加固的質(zhì)量。合理的加固方案應(yīng)該達(dá)到加固效果好，對(duì)使用性能影響小，技術(shù)可靠，施工簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)合理。
五、橋槊結(jié)構(gòu)裂縫加固處理技術(shù)
l、裂縫修補(bǔ)技術(shù)
裂縫修補(bǔ)的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性，以及起到修飾美觀的作用。結(jié)構(gòu)有較嚴(yán)重的病害時(shí)，需要在加固前或在實(shí)施加固技術(shù)的過(guò)程中進(jìn)行裂縫的修補(bǔ)。裂縫補(bǔ)的主要技術(shù)有：
?。?）面處理法
這是一種在微裂縫（一般寬度小于0．2mm）的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性為目的的方法。這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無(wú)法深入到裂縫內(nèi)部，以及對(duì)延伸性裂縫難于追蹤其變化。因此，對(duì)于寬度發(fā)生變化的裂縫，要設(shè)法使用有伸縮性的材料。表面處理方法所用材料視修補(bǔ)目的及其結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境不同而異，通常使用彈性涂膜防水材料（如玻璃布）、聚合物水泥膏及水泥填料等。
?。?）注漿法
該方法系在裂縫中注入樹(shù)脂或水泥類材料，以提高其防水性及耐久性。注漿法的主要注漿材料是
環(huán)氧樹(shù)脂，以往均采用手動(dòng)或腳踏式輸液泵注入漿液；但存在無(wú)法控制注入量。對(duì)于不貫通的裂縫難于將漿液注入到內(nèi)部，注入壓力太大有可能使裂縫寬度擴(kuò)大等問(wèn)題。所以，現(xiàn)在多采用低壓低速注入法。此法具有易于控制注入量且可注入到裂縫深部的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)灌漿材料采用環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，應(yīng)該注意到，由于環(huán)氧樹(shù)脂的粘度不同，有時(shí)漿液無(wú)法充分注人裂縫，但增加溶劑量又會(huì)降低粘性而達(dá)不到預(yù)期的目的；對(duì)于延伸性裂縫，環(huán)氧樹(shù)脂的變形跟蹤性較差（環(huán)氧樹(shù)脂的變形量約為2％），所以，對(duì)這類裂縫，應(yīng)該使用可撓性環(huán)氧樹(shù)脂。另外，環(huán)氧樹(shù)脂與鋼抓釘并用可使得裂縫部位加固后更具有整體性，是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法。
（3）充填法
這是一種適合于修補(bǔ)較寬裂縫（0.5mm以上）的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂混凝土、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言．這種修補(bǔ)方法視鋼筋是否銹蝕而異。當(dāng)鋼筋未銹蝕時(shí)，沿裂縫處以大約l0mm左右的寬度將混凝土鑿成U型或V型，在開(kāi)槽處充填密封材料以修補(bǔ)裂縫；當(dāng)鋼筋已經(jīng)銹蝕時(shí)，將混凝土鑿除到能夠充分處置已經(jīng)生銹的鋼筋部分．先對(duì)鋼筋除銹，然后在鋼筋上涂抹防銹底涂料，再充填密封材料。
?。?）表面噴涂法
噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)而且牯度高的水泥砂漿保護(hù)層，來(lái)封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去．再用水沖洗清潔，并在開(kāi)始噴漿之前把基層濕潤(rùn)，然后再開(kāi)始噴漿。
（5）粘結(jié)鋼板封閉法
當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí)，可對(duì)裂縫先進(jìn)行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹
螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘結(jié)合方向應(yīng)和裂縫方向垂直。
?。?）混凝土因堿骨料而開(kāi)裂的裂縫修補(bǔ)
因堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫，一般為延伸性的，特別是鋼筋用量較少時(shí)，對(duì)膨脹的約束較小，于是裂縫寬度顯著變大。對(duì)這種裂縫，可以注入環(huán)氧樹(shù)脂或涂抹防水材料，防止水分由外部浸入，從而控制堿骨料反應(yīng)。
2、梁式結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)
梁式橋上部加固可以采用各種不同的方式，主要視橋梁的實(shí)際情況，承載能力的減弱程度以及今后的使用要求而異，一般來(lái)說(shuō)，主要采取擴(kuò)大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；以新的結(jié)構(gòu)代替舊的抗力不足的結(jié)構(gòu)；改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，使控制截面變矩的峰值減?。粚?duì)原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力圖式，以達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。粱式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱粱加固法等方法。
六、結(jié)語(yǔ)
橋梁裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜、種類繁多，如果不對(duì)裂縫進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析和研究，就很難提示出橋梁病害產(chǎn)生的內(nèi)涵和機(jī)理。因此，對(duì)橋梁裂縫的分析和研究不僅闡明了裂縫形成機(jī)理、裂縫危害性評(píng)定等問(wèn)題，還直接為今后橋梁病害的綜合治理提供技術(shù)前提和決策依據(jù)，這正是橋梁裂縫分析和研究的目的。雖然目前橋梁結(jié)構(gòu)存在的裂縫問(wèn)題比較普遍，但是只要在設(shè)計(jì)和施工中能認(rèn)識(shí)到橋梁結(jié)構(gòu)常規(guī)裂縫機(jī)理，同時(shí)采取相應(yīng)的一些橋梁結(jié)構(gòu)裂縫加固處理技術(shù)，裂縫問(wèn)題是可以減少甚至可以避免的。
