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摘要：桥梁的裂缝是桥梁病害中最为主要的一种。桥梁的裂缝成因复杂，种类繁多，这给工程师带来很大的困扰。根据作者本人的实践经验，本文对混凝土桥梁产生裂缝的原因及修复办法做了简单的探讨，以达到使桥梁安全、耐用的目的。
关键词：混凝土桥梁；裂缝；修复办法
中图分类号： U445 文献标识码： A 文章编号：
裂缝是桥梁最为常见的病害，桥梁一旦出现裂缝，就会对桥梁的结构安全产生威胁。现在，桥梁技术飞速发展，能否成功的控制桥梁的裂缝决定了一座桥梁的成败。混凝土桥梁的裂缝成因复杂，种类繁多。本文针对混凝土桥梁裂缝的成因及修复办法进行简要的分析与探讨，从而有助于提高桥梁施工质量。
1桥梁裂缝产生原因分析
在实际的桥梁施工中，由于混凝土材料的复杂性与外界自然环境的影响，从而导致了混凝土裂缝成因的复杂性，甚至即使是一条裂缝，其产生原因也并不一定是单一的。根据实际经验，桥梁产生裂缝的原因可总结如下：
1.1由荷载导致的裂缝
在对桥梁进行施工及使用时，长期受到荷载以及次应力的作用。在设计、施工及使用桥梁时，很可能会由于小的疏忽及错误，导致桥梁产生裂缝。在桥梁的设计阶段，由于在设计结构时，设计人员选用的计算模型不恰当，实际荷载考虑不够，或是桥梁的安全系数设置的过低等都有可能使桥梁产生裂缝。在施工阶段，由于施工人员组织的欠妥，不加限制在桥梁面上堆放施工材料和器械，导致部分梁段的受力过大，对桥梁造成不可避免的破坏。在使用阶段，运输车辆的严重超载可能会导致在桥段的弯矩最大部位产生裂缝。在遇到比如地震，台风等地质灾害时，也会导致桥梁结产生裂缝甚至更严重的破坏。在荷载中，应力集中与次应力是产生荷载裂缝的两个主要原因。
1.2由于混凝土的收缩而产生的裂缝
在混凝土的凝结过程中，会因为外界的环境而产生体积变化，其中最主要的一种是收缩变形。收缩变形主要有塑性变形、干缩变形、自收缩变形、碳化变形这几种。以上几种收缩变形都可能导致桥梁产生裂缝。下面分别介绍几种收缩变形的产生原因及影响。
1.2.1塑性收缩。塑性收缩就是在混凝土还处于塑性状态时产生的体积收缩。在混凝土表面水分蒸发大于表面泌水速率时，就会引起混凝土的塑性收缩。塑性收缩严重时可产生高达1％的体积收缩。在受到混凝土内部钢筋，基底约束时，塑性收缩就会导致混凝土表面产生裂缝。
1.2.2自收缩。自收缩是指在处于与外界无水分交换条件下，混凝土内部未水化的胶凝材料由于吸收毛细管中的水分而水化，从而导致毛细管失水，因毛细管压力使水泥浆产生的收缩。随着混凝土性能的发展，混凝土的自收缩也在逐渐变大，这也是使用高强度混凝土而造成桥梁产生裂缝的主要原因。
1.2.3干缩变形。干缩变形是指在混凝土凝结以后，随着其表层水分的逐步蒸发，湿度逐步降低而引起混凝土体积减小。由于混凝土表面水分蒸发快，内部蒸发慢，因此表层混凝土的收缩大于内部。受到内部混凝土的约束，表层混凝土的约束应力达到此时混凝土的抗拉强度时，就会出现裂缝。
1．3温度变化导致桥梁产生裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质。在混凝土硬化初期会放出较多的热量。由于混凝土的物理性质，其散热缓慢。所以如果在大体积混凝土中不采取人工措施，混凝土内部会产生很高的温度，从而使混凝土产生膨胀。而在同时，混凝土外部却由于散热较快而快速冷却收缩，在混凝土内部会产生温度应力。当温度应力达到此时混凝土的极限抗拉强度时就会产生裂缝。所以施工大体积混凝土时要尽量降低混凝土在凝固时的发热量。
1.4建筑材料质量不合格引起的裂缝
混凝土是由水泥，砂，石，水剂等多种材料组成而成，材料的质量的不合格或者配置的比例不合理，也会导致裂缝的产生。比如，使用的水泥可能由于强度及安定性等达不到桥梁设计的要求而使混凝土产生裂缝；砂、石料的颗粒级配如果不合适，也有可能造成裂缝。
1．5由桥梁基础变形产生裂缝
当桥梁产生基础垂直方向上的不均匀沉降或水平方向上的位移时，会使桥梁結构中产生相应的附加应力，从而导致桥梁产生裂缝。产生不均匀沉降或位移的原因有：分期建造基础，新建基础导致旧基础的沉降；寒冷地区的地基土冻胀，使上部结构产生变形。这些远因也就是导致桥梁产生裂缝的原因。
2混凝土桥梁裂缝修复方法
2.1壁可注入法
此法是用密封胶将桥梁裂缝的表面进行封闭，其内部空间只通过注入座与外界相通，然后用橡胶管注入器把低黏度树脂注入到裂缝中，从而恢复桥梁结构的一体性。这种材料固化以后具有极强的粘结力、抗水性、耐久性和化学稳定性，具有很强的抗雨水、海水、酸、碱、二氧化碳腐蚀的性质，一般认为是永久性修复。
2.2表面封闭法
表面封闭法一般又可分为以下几种：
2.2.1表面涂抹法。此种方法是在混凝土表面沿较窄的裂缝涂抹树脂保护膜。如果裂缝宽度有可能变动时，则一般应采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料进行涂抹。在裂缝较多以及混凝土老化、砂浆离析的建筑物上也可大面积涂抹保护膜，以修复建筑物表面。
2.2.2凿深槽嵌补法。具体做法是沿裂缝先凿一条深槽，深槽的形状由裂缝的位置以及填补材料来确定。深槽凿好以后就可以在槽内嵌补环氧砂浆、沥青、甲凝等各种粘结材料，从而达到修复的目的。
2.2.3表面喷浆法。在喷浆之前，需要对裂缝表面进行异物清理，使裂缝表面保持干净，然后在上面喷射一层密实且强度高的水泥砂浆保护层，用以封闭裂缝。在实际的实践中，根据裂缝具体情况的不同，具体可选用无筋素喷浆，挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。
2.2.4打箍加固封闭法。这种方法是修复混凝土产生的主应力裂缝。具体做法是通过在裂缝处加箍使裂缝封闭来达到修补裂缝的目的。这里所用的箍是扁钢或圆钢焊制而成。在打箍时，既可以直箍也可斜箍，但是其方向应和裂缝方向垂直。另外，由于墩台或桩基等下部结构承载能力不足而出现裂缝时也可以采取这种方法。
2.3灌浆法。此种方法的具体过程是先将裂缝或孔隙与外界封闭起来，仅留下出进浆口和排气孔，然后把浆液通过压浆泵压入缝隙内并使其扩散均匀，然后通过胶凝固化达到恢桥梁整体结构的强度、整体性、耐久性及抗渗性的目的。目前，由于水泥浆、环氧糠酮、聚氨脂、丙凝和甲凝等浆液强度高、效果好而应用较为广泛。
2.4粘贴加固法
此种方法具体有以下几种：
2.4.1粘贴碳纤维布。由于碳纤维布具有良好的抗拉性质，利用树脂类粘结材料将其粘贴于混凝土裂缝的表面，也可以达到修补的目的，此法基本不会增加原桥梁结构的自重和尺寸。
2.4.2压粘法粘贴钢板。此种方法是在混凝土和钢板的表面各涂上1-2mm 厚的环氧树脂，利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上，随着环氧树脂被逐渐挤出，排出粘贴面之间的空气。这种方法修复时，一般很少有残留气泡的情况，粘结效果很好，因而被广泛应用于混凝土表面平整的地方。
2.4.3混凝土损伤自愈合法。此法是收到动物骨组织结构对受创伤部位可以自愈合的启发而形成。可以混凝土材料中添加一些具有特殊修复功能的材料，达到自愈合的系统。当出现新的裂缝时，粘结材料会自动释放并且深入裂缝，使裂缝自动修复。
结语：从上面的分析可以看出，裂缝作为混凝土桥梁的主要病害，其产生原因是很复杂的。无论是在桥梁的设计中，施工过程中还是运营管理时考虑不周，均可能造成裂缝的产生。桥梁工程作为一个关系民生的基本问题，在设计与施工过程中，一定要严格控制，保证其持久耐用与使用安全。当发现问题时，应及时想出科学合理的修复办法去解决问题解决，时刻保证桥梁的安全性，持久使用性。
参考文献：
[1]杨彦克,陈辉,宋登富,潘绍伟,叶跃忠,李固华;桥梁裂缝注浆修补材料及技术;《四川建筑科学研究》2008 年03 期
[2]《土木工程材料》周士琼IM]北京：中国铁道出版社．2009．5．
[3]王有志,王广洋,任峰;桥梁的可靠性评估与加固;北京；中国水利水电出版社;2009
关键词：混凝土桥梁；裂缝；修复办法
中图分类号： U445 文献标识码： A 文章编号：
裂缝是桥梁最为常见的病害，桥梁一旦出现裂缝，就会对桥梁的结构安全产生威胁。现在，桥梁技术飞速发展，能否成功的控制桥梁的裂缝决定了一座桥梁的成败。混凝土桥梁的裂缝成因复杂，种类繁多。本文针对混凝土桥梁裂缝的成因及修复办法进行简要的分析与探讨，从而有助于提高桥梁施工质量。
1桥梁裂缝产生原因分析
在实际的桥梁施工中，由于混凝土材料的复杂性与外界自然环境的影响，从而导致了混凝土裂缝成因的复杂性，甚至即使是一条裂缝，其产生原因也并不一定是单一的。根据实际经验，桥梁产生裂缝的原因可总结如下：
1.1由荷载导致的裂缝
在对桥梁进行施工及使用时，长期受到荷载以及次应力的作用。在设计、施工及使用桥梁时，很可能会由于小的疏忽及错误，导致桥梁产生裂缝。在桥梁的设计阶段，由于在设计结构时，设计人员选用的计算模型不恰当，实际荷载考虑不够，或是桥梁的安全系数设置的过低等都有可能使桥梁产生裂缝。在施工阶段，由于施工人员组织的欠妥，不加限制在桥梁面上堆放施工材料和器械，导致部分梁段的受力过大，对桥梁造成不可避免的破坏。在使用阶段，运输车辆的严重超载可能会导致在桥段的弯矩最大部位产生裂缝。在遇到比如地震，台风等地质灾害时，也会导致桥梁结产生裂缝甚至更严重的破坏。在荷载中，应力集中与次应力是产生荷载裂缝的两个主要原因。
1.2由于混凝土的收缩而产生的裂缝
在混凝土的凝结过程中，会因为外界的环境而产生体积变化，其中最主要的一种是收缩变形。收缩变形主要有塑性变形、干缩变形、自收缩变形、碳化变形这几种。以上几种收缩变形都可能导致桥梁产生裂缝。下面分别介绍几种收缩变形的产生原因及影响。
1.2.1塑性收缩。塑性收缩就是在混凝土还处于塑性状态时产生的体积收缩。在混凝土表面水分蒸发大于表面泌水速率时，就会引起混凝土的塑性收缩。塑性收缩严重时可产生高达1％的体积收缩。在受到混凝土内部钢筋，基底约束时，塑性收缩就会导致混凝土表面产生裂缝。
1.2.2自收缩。自收缩是指在处于与外界无水分交换条件下，混凝土内部未水化的胶凝材料由于吸收毛细管中的水分而水化，从而导致毛细管失水，因毛细管压力使水泥浆产生的收缩。随着混凝土性能的发展，混凝土的自收缩也在逐渐变大，这也是使用高强度混凝土而造成桥梁产生裂缝的主要原因。
1.2.3干缩变形。干缩变形是指在混凝土凝结以后，随着其表层水分的逐步蒸发，湿度逐步降低而引起混凝土体积减小。由于混凝土表面水分蒸发快，内部蒸发慢，因此表层混凝土的收缩大于内部。受到内部混凝土的约束，表层混凝土的约束应力达到此时混凝土的抗拉强度时，就会出现裂缝。
1．3温度变化导致桥梁产生裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质。在混凝土硬化初期会放出较多的热量。由于混凝土的物理性质，其散热缓慢。所以如果在大体积混凝土中不采取人工措施，混凝土内部会产生很高的温度，从而使混凝土产生膨胀。而在同时，混凝土外部却由于散热较快而快速冷却收缩，在混凝土内部会产生温度应力。当温度应力达到此时混凝土的极限抗拉强度时就会产生裂缝。所以施工大体积混凝土时要尽量降低混凝土在凝固时的发热量。
1.4建筑材料质量不合格引起的裂缝
混凝土是由水泥，砂，石，水剂等多种材料组成而成，材料的质量的不合格或者配置的比例不合理，也会导致裂缝的产生。比如，使用的水泥可能由于强度及安定性等达不到桥梁设计的要求而使混凝土产生裂缝；砂、石料的颗粒级配如果不合适，也有可能造成裂缝。
1．5由桥梁基础变形产生裂缝
当桥梁产生基础垂直方向上的不均匀沉降或水平方向上的位移时，会使桥梁結构中产生相应的附加应力，从而导致桥梁产生裂缝。产生不均匀沉降或位移的原因有：分期建造基础，新建基础导致旧基础的沉降；寒冷地区的地基土冻胀，使上部结构产生变形。这些远因也就是导致桥梁产生裂缝的原因。
2混凝土桥梁裂缝修复方法
2.1壁可注入法
此法是用密封胶将桥梁裂缝的表面进行封闭，其内部空间只通过注入座与外界相通，然后用橡胶管注入器把低黏度树脂注入到裂缝中，从而恢复桥梁结构的一体性。这种材料固化以后具有极强的粘结力、抗水性、耐久性和化学稳定性，具有很强的抗雨水、海水、酸、碱、二氧化碳腐蚀的性质，一般认为是永久性修复。
2.2表面封闭法
表面封闭法一般又可分为以下几种：
2.2.1表面涂抹法。此种方法是在混凝土表面沿较窄的裂缝涂抹树脂保护膜。如果裂缝宽度有可能变动时，则一般应采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料进行涂抹。在裂缝较多以及混凝土老化、砂浆离析的建筑物上也可大面积涂抹保护膜，以修复建筑物表面。
2.2.2凿深槽嵌补法。具体做法是沿裂缝先凿一条深槽，深槽的形状由裂缝的位置以及填补材料来确定。深槽凿好以后就可以在槽内嵌补环氧砂浆、沥青、甲凝等各种粘结材料，从而达到修复的目的。
2.2.3表面喷浆法。在喷浆之前，需要对裂缝表面进行异物清理，使裂缝表面保持干净，然后在上面喷射一层密实且强度高的水泥砂浆保护层，用以封闭裂缝。在实际的实践中，根据裂缝具体情况的不同，具体可选用无筋素喷浆，挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。
2.2.4打箍加固封闭法。这种方法是修复混凝土产生的主应力裂缝。具体做法是通过在裂缝处加箍使裂缝封闭来达到修补裂缝的目的。这里所用的箍是扁钢或圆钢焊制而成。在打箍时，既可以直箍也可斜箍，但是其方向应和裂缝方向垂直。另外，由于墩台或桩基等下部结构承载能力不足而出现裂缝时也可以采取这种方法。
2.3灌浆法。此种方法的具体过程是先将裂缝或孔隙与外界封闭起来，仅留下出进浆口和排气孔，然后把浆液通过压浆泵压入缝隙内并使其扩散均匀，然后通过胶凝固化达到恢桥梁整体结构的强度、整体性、耐久性及抗渗性的目的。目前，由于水泥浆、环氧糠酮、聚氨脂、丙凝和甲凝等浆液强度高、效果好而应用较为广泛。
2.4粘贴加固法
此种方法具体有以下几种：
2.4.1粘贴碳纤维布。由于碳纤维布具有良好的抗拉性质，利用树脂类粘结材料将其粘贴于混凝土裂缝的表面，也可以达到修补的目的，此法基本不会增加原桥梁结构的自重和尺寸。
2.4.2压粘法粘贴钢板。此种方法是在混凝土和钢板的表面各涂上1-2mm 厚的环氧树脂，利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上，随着环氧树脂被逐渐挤出，排出粘贴面之间的空气。这种方法修复时，一般很少有残留气泡的情况，粘结效果很好，因而被广泛应用于混凝土表面平整的地方。
2.4.3混凝土损伤自愈合法。此法是收到动物骨组织结构对受创伤部位可以自愈合的启发而形成。可以混凝土材料中添加一些具有特殊修复功能的材料，达到自愈合的系统。当出现新的裂缝时，粘结材料会自动释放并且深入裂缝，使裂缝自动修复。
结语：从上面的分析可以看出，裂缝作为混凝土桥梁的主要病害，其产生原因是很复杂的。无论是在桥梁的设计中，施工过程中还是运营管理时考虑不周，均可能造成裂缝的产生。桥梁工程作为一个关系民生的基本问题，在设计与施工过程中，一定要严格控制，保证其持久耐用与使用安全。当发现问题时，应及时想出科学合理的修复办法去解决问题解决，时刻保证桥梁的安全性，持久使用性。
参考文献：
[1]杨彦克,陈辉,宋登富,潘绍伟,叶跃忠,李固华;桥梁裂缝注浆修补材料及技术;《四川建筑科学研究》2008 年03 期
[2]《土木工程材料》周士琼IM]北京：中国铁道出版社．2009．5．
[3]王有志,王广洋,任峰;桥梁的可靠性评估与加固;北京；中国水利水电出版社;2009