混凝土桥梁的裂缝以及加固技术探究

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　　摘要：
　　 随着我国交通基础建设的迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁，混凝土桥梁开裂经常困扰着桥梁工程技术人员。混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。本文谈论了混凝土桥梁开裂的原因，阐述了混凝土桥梁裂缝的危害，并且由此探究加固技术的应用。
　　关键字：混凝土；桥梁；加固技术；
　　随着交通建设的发展,交通运输量大幅度提高,行车密度及车辆载重越来越大，跨河桥梁和高架桥梁通工程中的重要性与日俱增。而建造年代久远、病害严重的在役桥梁,受人为损坏和自然灾害的频繁影响, 以致安全储备低,经多年超负荷使用,病害尤为严重，桥梁损害情况严重,已不能维持正常使用，因此,有必要对桥梁加固技术进行深入的研究, 对有的桥梁进行安全评估和加固补强, 以使病害桥梁在短期内迅速提高承载力，使其恢复正常运行,消除交通安全隐患。
　　混凝土桥梁裂缝的种类
　　荷载引起的裂缝
　　 混凝土在常规静负荷、负符合以及次应力的作用下会产生裂缝，这些裂缝称为负荷裂缝，主要可以分为直接应力裂缝以及次应力裂缝两种。
　　 第一，直接应力裂缝。直接应力裂缝是在外电荷的作用下产生的裂缝。主要是由于在设计计算阶段结构计算时漏算，计算机模型不合理，符合少算或者是漏算；结构安全系数不够等因素；施工阶段不加限制的堆放施工机具，材料，致使预制结构受力特点没有得到充分认识，擅自改变结构施工顺序，改变结构受力模式；使用阶段，超出载荷的重型车辆过桥，另外受到车辆以及船舶的接触撞击，由于自然灾害大风、大雪、地震等。
　　 第二，次应力裂缝。通常外荷载引起次应力产生裂缝。通常，在设计外荷载的作用下，某些部位引起次应力，导致结构开裂，这是由于结构物的实际工作状态与常规计算有着一定的出入。另外，在常规的计算中，准确的图式无法对桥梁结构中需要进行的凿槽、开洞等进行准确的模拟计算，只能根据经验来设置受力钢筋，如果处理不当，就会在截断处产生裂缝。
　　温度变化引起的裂缝
　　 混凝土有着热胀冷缩的性质，当外部环境或者是内部的温度发生变化的时候，混凝土就会发生一定程度的变形，变形的过程中有时候会受到约束，这时候就会产生应力，应力一旦超过混凝土抗拉强度值时就会超出活载应力温度裂缝可以随着温度变化扩张或者是合拢。年温差、日照、温度骤变、蒸汽养护都会造成温度裂缝。
　　收缩引起的裂缝
　　 在实际的工程中，因为收缩而引起的裂缝是最为常见的。混凝土体积变形主要原因是由于塑性收缩以及缩水收缩。除此之外还有自生收缩以及炭化收缩。
　　（四）钢筋锈蚀引起的裂缝
　　 当混凝土质量较差，或者是保护层的厚度不足，会致使二氧化碳侵蚀，直到钢筋的表面，致使混凝土保护层受到二氧化碳的炭化，这种情况下，会致使钢筋周围混凝土碱度降低。另外，由于氯化物的介入，致使钢筋周围的氯离子含量升高，引起钢筋表面氧化膜破坏，使其发生锈蚀反应，最后结果是锈蚀物氢氧化铁的体积增长了二到四倍，导致对周围混凝土产生膨胀应力，保护层随之开裂以及剥离。这样一来，在锈蚀的一系列作用下，钢筋有效面积减小，结构承载力下降，诱发裂缝。
　　地基础变形引起的裂缝
　　 地质的勘察精度不够和资料不准、地基地质差异过大、结构荷载差异太大、结构基础类型差别过大，地基冻胀低于零度、桥梁基础置于滑坡体等诸多因素都会使得基础竖向不均匀沉降，导致水平方向产生位移，使得结构中产生附加应力，一旦超出混凝土结构抗拉能力，就会导致结构开裂，造成基础不均匀沉降。
　　混凝土桥梁裂缝的危害
　　 桥梁工程一旦出现裂缝，对桥梁本身和对桥梁使用者都产生巨大影响，桥梁裂缝部分恶化的同时，如果外界条件对于裂缝加以破坏，会造成桥梁裂缝的恶化加剧，影响桥梁使用寿命，甚至引发桥梁坍塌。
　　（一）表面裂缝度桥梁结构的危害后果
　　 桥梁混凝土裂缝在混凝土桥梁裂缝中是非常严重的裂缝现象。一旦出现桥梁表面混凝土裂缝，桥梁结构的整体就已经遭到了破坏。在桥梁早期出现裂缝时，就应该及时的维修，不然，在气温以及外力的作用下，最初的裂缝会发展成具有破坏性作用的深层裂缝以及贯穿裂缝。深层裂缝以及贯穿裂缝的危害是极其严重的，会改变桥梁混凝土的受力限度，对桥梁的整体结构产生破坏，危害建筑物的质量以及运行。
　　（二）裂缝对桥梁耐久的危害后果
　　 桥梁的裂缝问题，会影响桥梁的使用耐久性。裂缝会加剧桥梁混凝土的中性化，致使混凝土腐蚀加快，如果这时候再加上自然条件漏水、渗水的危害，会使得混凝土保护层脱落，减少桥梁耐久度。
　　（三）裂缝对桥梁结构强度的危害后果
　　桥梁自身的整体结构例如刚强度、抗弯强度、剪力强度以及拉力强度等会随着桥梁裂缝表面裂缝现象而改变，可能回导致桥梁结构的变形，严重时，还会造成起来构材的掉落。
　　混凝土桥梁补强加固方法
　　传统的桥梁加固技术
　　 传统的钢筋混凝土梁式桥加固提高承载力的方法主要是一下几种。
　　 第一，改变结构体的体系类型。方法主要有变简支梁为连续梁，便简支梁为撑梁，边悬臂梁为连续梁等方法，以此来降低控制弯矩，另外，还可以增强横行的联系降低控制内力，从而实现内力调节，还可以用八字支架的方法来改变结构体的体系类型。
　　 第二，增大结构体横截面。主要方法为增大钢筋混凝土横截面面积以及钢梁以及钢板的受拉区粘贴钢板，还可以增加钢筋网。
　　 第三，增设受拉构件。主要方法是增加主梁法以及增加横梁法。
　　增大混凝土截面加固和施加体外预应力技术
　　第一，增大混凝土截面加固技术。这是对钢筋混凝土桥加固技术的改造，是在增大混凝土截面加固技术的基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土。可以用两种方法来曾大混凝土截面积。一是可以加厚桥面板，二是可以加大主梁梁肋的高度以及宽度。采用加大混凝土截面法进行补强加固有着一定的不足之处，首先，使得混凝土构件体积增大，增大了混凝土构件的自重，从而抵消部分结构承载力，并且施工周期较长，空间较大，需要很多大型的机械。
　　 第二，施加体外预应力技术。
　　 施加体外预应力加固是指应用预应力原理,以梁身为锚固体,通过张拉,对梁的受拉区施加压力,以抵消部分自重应力,减少在活载应力下的应力增量，以此来减少以及避免梁上出现裂缝，进而提高梁的耐久性。
　　粘贴碳纤维加固桥梁技术
　　 粘贴碳纤维加固桥梁技术是指采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构的表面，从而使得碳纤维与原结构形成新的受力整体，使得碳纤维与钢筋共同承受荷载，使得结构加固以及补强。
　　 粘贴碳纤维加固技术有很多的优点，例如，几乎不增加结构自重以及截面尺寸，不改变桥下净空高度，施工较为方便，不会对原结构造成新的损伤，耐腐蚀性、耐久性以及耐疲劳性都比较好，有着优秀的力学性能，对于抗弯、抗剪、抗疲劳、抗风等都具有不同程度的补强作用，可以增加结构的延性、可以根据受力分析进行多层粘贴补强，可以灵活的掌握方向性，在涂装各种颜料的时候可以不留痕经。
　　 总之，综上所述，混凝土桥梁出现裂缝是难以避免却又有措施可以预防、减少的，因此，一定要加大施工监管力度严格执行国家规定的相关技术标准，确保工程项目的顺利安全完工，并在施工过程中不断加强监督检查，有效预防并从源头控制裂缝产生，发现问题及时研究并处理，提高桥梁使用的安全性能。
　　参考文献：
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