分析桥梁箱梁裂缝病害形成原因分析及养护对策

郑坚  陈旭阳   
摘要：箱梁裂缝的病害严重影响了桥梁的整体质量，笔者结合多年的实践工作经验，对桥梁箱梁裂缝的病害进行分析和总结，探讨影响箱梁裂缝病害形成的原因，并提出具有针对性的维修加固方案和养护对策，重点介绍了几种科学的裂缝修补方法和处理工艺，希望能够为箱梁裂缝的维护提供相应的参考和帮助。
关键词：箱梁；裂缝；养护；对策

长期以来，对箱梁裂缝形成的原因和养护对策的研究不够系统和深入，目前对桥梁箱梁裂缝病害形成的原因进行分析，并提出具有针对性的养护措施和预防措施，确保桥梁整体结构的质量和安全，已成为当前的桥梁工程技术研究人员人员迫切需要解决的问题，也是不容小觑的。本文就箱梁裂缝病害的形成原因做了初步的探讨和分析，提出了与之相关的养护策略和预防措施。

一、箱梁裂缝病害的形成原因
箱梁裂缝病害形成的原因可以概括为两种：一种是受力性裂缝，它主要是由于荷载导致的；一种是非受力性的裂缝，该类型的裂缝通常是由外界环境的变化所导致的。
（1）桥梁箱梁受力性裂缝病害的形成主要是因为底模支架不够牢固或者支架地基的压实度不够、承受力弱，加上受到荷载作用的影响，使桥梁发生沉降，导致底模出现不同程度的变形，而当底模变形受到一定约束后，在构件的内部又会形成次应力，而在桥梁工程的前期阶段，混凝土还没有达到足够的强度，预应力筋也为完全参与受力，这就使得混凝土承受了过大的抗拉强度，进而引起了混凝土的开裂，导致裂缝病害发生。
（2）桥梁箱梁非受力裂缝病害出现的原因主要是因为温度等外界环境的变化、养护是否及时等因素引起的。导致混凝土产生裂缝的原因有很多，需要我们从内外因、主客观等多个角度进行分析和总结。

二、箱梁裂缝病害的的预防举措
（一）筋孔道的排水处理
以往的施工经验告诉我们，预应力筋孔道在进行压浆后，水泥浆会出现泌水的现象，但有时水分未能被完全吸收，少量水会在管道中长期保存，这就为桥梁的裂缝埋下了隐患，尤其是冬季来临，气温较低，积水容易结冰冻涨，使箱梁混凝土的表面产生裂缝。对该问题的处理，排水是最主要的，要依据管道的设计制定相应的排水方案。
（二）增强支撑系统的稳定性
首先，一定要彻底处理支架地基的问题，要防止因为地基局部密实度不够而导致沉降问题出现，对地基土的选择，要使用透水性能好的材料；支架地基的标高不得低于原地表标高，必要时要对土质较差的原地表土进行换填；为防止地基在雨天受到雨水的浸泡，要在支架地基的周围挖好排水沟；为确保支架的牢固性，一定要对底模进行整幅预压，预压重量要高于梁体自重的80％以上，通过预压测试，找出预压前后沉降较大的部位并对其原因进行分析，提出整改方案。此外，需要注意的是，由于木支架难以控制沉降，所以严禁使用。
（三）规范混凝土施工及养护
在混凝土浇注过程中，要严格遵循相关规范和标准，控制配合比和坍落度，保证桥梁梁体强度的均匀分布；浇注时的速度要合理，在模板能够承受相应强度的前提下，要尽最大程度降低混凝土的坍落度，严格控制水泥的使用量，尽量使混凝土的初凝时间得到延长，使底模沉降完成在混凝土初凝之前；在保证施工质量的前提下，要尽量提高浇注混凝土的速度，并分层分段的进行浇注振捣。在浇注工作完成后，要及时采用保水性能好的材料进行覆盖，并保证覆盖物在养护期间的湿润，将养护工作真正贯彻落实到实处。
（四）增强混凝土的性能
通过调整水泥用量，选择使用连续集配碎石、中砂，采用低水灰比或者掺加适量的高效外加剂等措施，降低混凝土的砂率，增强混凝土材料的性能，能够有效的防止裂缝的产生。

三、箱梁裂缝的修补措施
对箱梁裂缝进行修补的方法有很多，概括起开主要有三种类型：表面覆盖法、低压注浆法、和开槽法。
（1）表面覆盖的修补方法主要适用于宽度小于0.2mm的细小裂缝，对细微裂缝的修补主要是通过在其表面涂膜实现的；
（2）低压注浆的修补方法适用于裂缝宽度在0.2mm~0.3mm之间的混凝土裂缝，施工工序如下：裂缝清理——试漏——配制注浆液——压力注浆——二次注浆——清理表面。
（3）对于宽度在0.5mm以上的混凝土裂缝，通常采用开槽法对裂缝进行修补，材料的配合比通常为：砂：水泥：聚硫橡胶：环氧树脂=28：12.5：3：10。

四、箱梁裂缝加固技术
（一）箱梁裂缝的测量及修补材料的选择
首先，当裂缝宽度大于0.2mm时，可以对裂缝灌注混凝土裂缝修补胶液，以达到封闭裂缝、提高结构耐久性、强度和抗渗性能的目的，进而使混凝土构件恢复原有的整体性。其次，当裂缝宽度小于0.2mm时，可以采用聚合物水泥表面封闭法，聚合物水泥是在加固专用的改性环氧浆液配出后加入50g 525#水泥均匀搅拌而成，在封闭过程前后要考虑到梁体表面的整体性和美观。
（二）钻孔技术及注意事项
该环节是指在裂缝表面进行骑缝钻孔，并以此作为灌浆的导向孔，钻孔的方向要沿裂缝走向进行，裂缝交叉处也应钻孔，要避免钻到波纹管。钻孔的指标如下：孔径8毫米，孔深5厘米，孔距35厘米。
（3）裂缝表面及孔眼的处理
对所有的孔眼必须进行吹洗，保证孔眼的干净且未被堵塞，然后沿裂缝从上到下将周边3~4厘米范围内的杂质进行清扫，保证箱梁构件表面的整洁。凿除突出部分后，要采用丙酮对该部位进行擦洗，在不堵塞裂缝的前提下，对裂缝周围的油污进行清除。
（4）箱梁裂缝表面的封闭
首先，灌浆嘴底盘的铁锈必须清理干净，并用丙酮擦洗干净，然后将专用胶泥均匀的抹在底盘周围，厚度介于1~2毫米之间，对准孔眼后粘贴在裂缝上；根据裂缝的宽度和缝长，灌浆嘴的间距保持在3.5~4.0厘米最佳，每道裂缝至少须各有一个进浆孔的排气孔。
其次，为保证混凝土缝隙完全充满浆液，并保持足够的压力，使浆液不会出现大量外渗的情况，需要对已经进行处理的裂缝表面用聚合物水泥砂浆浆液沿裂缝走向从上至下均匀涂刷两遍进行封闭，宽度通常保持在6~8厘米；并在上面分段紧密贴上一层宽度为5~7厘米的玻璃丝布，从而形成有效的封闭带。
（5）封闭性检验
在封闭带硬化之后，还进行压气实验，以保证封闭带的严密性，压缩气体通过灌浆嘴，气压控制在0.2Mpa~0.4MPa。此时，在灌浆嘴周围及封闭带上可涂上肥皂水，检查是否有气泡出现，进而检查封闭性的好坏。如果存在漏气现象，需要对漏气部位进行再封闭施工。
（6）灌浆操作
首先，灌注裂缝采用空气泵压注法，要保证灌浆嘴与压浆罐用聚氯乙烯高压透明管相连接时的严密性，防止漏气现象的出现；其次，要合理控制灌浆时的压力，要根据裂缝宽度的大小、进浆的通畅程度进行灵活的调整；再次，对于灌注的次序，水平裂缝要由低到高，竖向腹板裂缝要由下而上。

三、结论
综上所述，裂缝病害是桥梁箱梁的重大质量问题，仔细分析后我们发现形成病害的原因有很多，需要我们对每一个可能引起裂缝的因素进行认真的分析和研究，并采取相应的防治措施，从而实现对桥梁箱梁裂缝病害进行有效防治和控制的目的。

参考文献
[1] 李忠清，姚大发．预应力混凝土箱梁通病分析[J]．安徽建筑，2003，(06)．
[2] 陈衡治．大跨预应力混凝土箱梁结构计算分析研究[D]．浙江大学，2005．
[3] 祝明桥．混凝土薄壁箱梁受力性能的试验研究与分析[D]．湖南大学，2004．
[4] 李立峰．正交异性钢箱梁局部稳定分析理论及模型试验研究[D]．湖南大学，2005．
[5] 梁会．曲线梁桥空间预应力分析理论与应用研究[D]．武汉理工大学，2005．
[6] 翁建玲．关于对桥梁箱梁裂缝病害形成原因分析及养护对策[J]．中国新技术新产品，2011，(04)．