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摘要：结合工程实际对某桥钢筋砼T型梁进行了检测分析,分析钢筋砼梁裂缝的形成原因，并提出裂缝预防处理措施。
關键词：钢筋砼梁；裂缝；处理措施
近年来，交通基础设施建设得到了迅猛发展。全国各地兴建了大量的钢筋混凝土桥梁。在桥梁的建造和运营过程中，有关因桥梁出现裂缝而影响桥梁正常运营和导致桥梁垮塌的报道时有发生。桥梁裂缝已经成为桥梁的常见病害之一。为了保证桥梁结构的安全性及耐久性，对桥梁的裂缝成因进行分析与控制显得尤为重要，它既有利于新建桥梁时有针对性的预防，又能通过对损伤状况的深入认识，为结构的病害防治提供依据，同时有利于施工时找到行之有效的措施，减少裂缝的产生。
本文以某桥为背景，通过对钢筋混凝土梁的病害检测调查，分析了其裂缝成因，并提出相应的预防控制措施。可为类似工程提供参考。
1、工程背景
某40m钢筋混凝土T型梁桥,由于该桥为早年修建,施工质量与技术都存在诸多问题,加上交通量日增,桥梁承载力不足,特别是裂缝的产生将对结构的耐久性、美观、强度和刚度等方面产生不同程度的影响,桥梁出现表面风化、剥落破损和混凝土出现裂缝等现象。为了全面了解该桥现状,通过对该桥的裂缝病害调查、分析,并对该桥进行了相应的检测研究。
2、桥梁裂缝检测
经检测,发现大量垂直裂缝存在,从该桥产生的垂直裂缝部位看,裂缝最大的值存在在结构截面中点,不仅在中部1处,而已产生有规律的多条裂缝；发现梁底板有大量的横向裂缝,横向延伸到全截面贯通,严重时再沿腹板垂直上升,分布集中的弯矩附近。腹板出现竖向、斜裂裂缝,桥梁桥面多处有明显纵向、横向和网状裂缝，导致桥面渗水严重；梁腹板表面产生裂缝（图1）梁腹板跨中下侧产生裂缝，在整个腹板上呈现出有规律性的裂缝这种裂缝是在混凝土腹板上产生的,它的形成为上下贯通的裂缝,产生桥面铺装及梁端部锚具周围压裂或压碎。
3、病害产生的原因
3.1 产生垂直、纵向、横向裂缝病害的原因
(1)垂直裂缝的产生：从该桥产生的垂直裂缝部位看，裂缝最大的值存在在结构截面中点，不仅在中部1处，而已产生有规律的多条裂缝，这是因为当中部出现第1条裂缝后，结构分成两块，而每块中部的最大应力值仍然超过混凝土的抗拉强度，则再裂成两部分，一直裂到其中部拉应力抗拉强度为止。
(2)横向裂缝的产生：是因为断面强度不够导致裂缝验算不能满足要求。有的断面尺寸不够，受力钢筋不足，混凝土标号偏低等原因。当截面正应力超限时，裂缝出现在正弯矩下缘及负弯矩上缘，其特点是从一侧横向延伸到全截面贯通，严重时再沿腹板垂直上升，分布集中的弯矩附近。当主拉应力超限时裂缝的特点是由腹板中部向上、下缘延伸，且大致呈45。方向。
(3)纵向裂缝的产生：由于结构配筋不当，腹板的构造钢筋密度不够产生纵向裂缝。
(4)施工不当造成的裂缝：施工支架的不均匀，支架施工的混凝土结构，当混凝土初凝后，支架因压实而沉降，造成底板裂缝的产生，并延伸人腹板，大体上横向较多，跨中稍密。现场预制中，因施工条件的限制以及施工中存在的多种不规范因素，致使预应力T梁均出现不同程度的裂缝。
3.2产生T梁腹板表面裂缝
(1)这种裂缝的发生，是因为采用大流动性混凝土拌合物时发生的裂缝。因为在混凝土没有达到初凝前，其内部的粗骨料继续处于下沉状态，而混凝土沿着钢筋及波纹管的下方继续下沉，钢筋及波纹管上面的混凝土被其支护
(2)由于T梁腹板拆模过早，腹板表面水分大量蒸发，致使产生的表面干缩裂缝。砼早期养护不及时造成干缩裂缝。
(3)砼原材料质量差，配合比不好，致使砼粘聚性差，振捣不充分，施工质量不易控制等而形成收缩裂缝。
3.3产生在T梁腹板跨中下侧裂缝
其开裂的原因主要是施加预应力时超张拉过大，造成对梁腹板上部拉应力超过砼的拉应力而产生，或是因工地临时预制场台座基础不均匀沉降及脱模剂效果不好，限制梁体自由伸缩而产生的拉应力裂缝。
3.4在整个腹板上呈现出有规律性的裂缝
这种裂缝是在混凝土腹板上产生的，它的形成为上下贯通的裂缝。其原因是混凝土在达到一定温度的时候，混凝土的膨胀应力开始消失而混凝土开绐收缩，即使在混凝土上方没有任何荷重的作用，也会因其自身的收缩而产生。尤其该桥是在夏季施工，就更容易发生该方面的裂缝。这种收缩是均匀的，并呈现出有规律性。
3.5产生桥面铺装及T梁端部锚具周围压裂或压碎
在全桥钢筋混凝土T型梁桥跨部分，从凿去原铺的桥面铺装发现，铺装与板间脱离，板安装精度不够，桥面铺装出现表面碎裂、脱皮等现象，有些铺装d<2～3cm，被压碎；T梁端部由于施加预应力时混凝土未达到设计强度或张拉次序不当、超张拉造成对锚具周围砼的压碎或压裂。
3.6其他裂缝
施工不当产生的裂缝，如T梁的存放、移动、吊装、钢筋绑扎、施工的模板、振捣、养护等造成的裂缝。吊装架设过程中受其他外力或撞击造成的裂缝。
4、裂缝处理方法
由于该桥的主要构件如梁、腹板、桥面等部位已有相当的裂缝存在,对该桥进行了补强之前,必须对已有的裂缝进行治理。其原则是对宽度较大的裂缝,采用高压压注环氧砂浆的方法;对较窄的裂缝,采用高压压注液环氧树脂类化学的方法处理,使结构、构件成为一体受力。对各种裂缝的宽度、长度、是否贯穿,选用以下几种处理方法：
（1）换梁。对于部分病害较为严重的板梁，其纵向裂缝较宽，并伴有渗漏水现象，裂缝周边混凝土腐蚀、碳化较为严重，内部钢筋又有明显锈蚀，其钢筋不仅有效受力面积减小，且与混凝土的粘结力也会大幅度降低，因此采用换梁的方式处理。
（2）对于宽度大于0.15mm的裂缝，采用低压注浆法进行修补。低压注浆法修补混凝土裂缝采用以下工序：裂缝清理→粘贴注浆咀和封闭裂缝→试漏→配制注浆液→压力注浆→二次注浆→清理表面。对于宽度小于0.15mm的裂缝，采用涂膜封闭法进行处理。涂膜封闭法修补混凝土裂缝采用以下工序：清扫混凝土表面→刮腻子→涂刷底层涂料→涂刷主层涂料。
（3）对于露筋、剥落等部位的处理，采用在梁底添置钢筋的方法加固：①将钢筋的锈迹清除，并把松动的保护层凿去，露出主筋的将原箍筋切断拉直；②在暴露的原有主筋上缠上或焊上需要补充的拉钢筋；③恢复箍筋，即将原箍筋接长，焊接成型；④对于损坏面积不大的，采用环氧砂浆修补，对于损坏面积过大的地方，采用喷注高标水泥砂浆；⑤浇筑混凝土保护层，材料采用环氧树脂混凝土。
（4）对于腹板斜裂缝用粘贴钢板补强，采用在梁底粘贴钢板方法加固，即将钢板用化学粘贴结剂粘贴在梁板的下面，以提高梁板的承载能力。具体加固方法：①梁板底面混凝土凿毛，使骨料露出，并清除破坏部分和浮尘；②钢板表面的油污和锈蚀清除干净，表面涂刷一层环氧树脂薄浆；③粘贴钢板，采用加压法粘贴，使钢板紧密地粘贴在梁底混凝土面上；④防护处理，对接缝用环氧砂浆凝固灌浆后，清除钢板外面污物和锈蚀，涂一层树脂薄浆，再涂二层防锈漆。
（5）对桥面铺装，将凿去原桥面铺装破损部分的混凝土后，沿铺装层内钢筋方向凿成方形，对顶板按工作缝隙要求严格凿毛，加设纵向直径较大的连续钢筋及铺装钢筋网，浇C50细纤维砼d为8em。
（6）如原因不明，为防止其继续扩展，可在处理之后施加部分预应力。
5、预防措施
钢筋砼结构裂缝的形成和开展是一个比较复杂的问题，影响裂缝产生和发展的因素很多。为预防梁(板)的裂缝，应从设计、施工和材料等方面综合考虑因此针对施工中的各个环节,采取有效的预防措施:
（1）钢筋砼桥所处的使用条件，如气候条件及温度变化、桥上线路是否平顺、汽车行驶的速度和密度以及支座的灵活性程度等，对梁体裂缝的发展和稳定都有影响。因此，在使用时应经常注意桥梁上桥面铺装的质量，定期对梁体裂缝检查与观测。
（2）控制水灰比，保持骨料洁净，震捣密实。严格控制砼的配合比，不应为了提高砼的强度(或早期强度)而加大水泥用量，这样不仅造成材料的浪费，而且增加了砼的收缩量，更易产生裂缝。
(3)精心组织施工,避免高温天气施工,浇筑混凝土时,注意梁体阴阳面的温差不宜过大,防止产生过大的温度应力引发开裂,注意加强养护,特别是早期养护,要及时,要充分,养护时间不能少于14天。
（4）在模板工程中应注意合理掌握拆模时机，拆模时间过早，应保证早龄期砼不损坏或不开裂，但也不能太晚，尽可能不要错过砼水化热峰值，即不要错过最佳养护介入时机。
（5）加强砼的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。
(6)加强地基碾压,台座基础加宽加深,使其有足够的承载力,也具有抵抗变形的能力,防止不均匀沉降。
(7)在混凝土基座顶面与混凝土梁体间要有一层隔离剂(滑石粉或塑料膜等),减少对梁体的约束,使其尽量呈自由伸缩。
(8)混凝土强度达到设计要求并满足龄期#10天的条件时应及时进行预应力张拉,使梁体有一个约束应力并具有一定的预拱度,使其有足够的抵抗变形的能力。张拉完后,即使发生基座不均匀沉降,也不会引起开裂。
5、结束语
桥梁是国家的重要基础设施，它的安危直接关系着人民的生命和财产安全。一座桥梁从建成通车到投入运营，涉及到许多方面的因素，在当今公路桥梁建设不断发展过程中，桥梁结构日趋复杂，充分认识公路桥梁的裂缝病害，采取相应的预防措施，针对已出现的裂缝病害，慎重选择处治方案，综合采用各种维修技术措施，确保桥梁安全畅通，具有十分重要的意义。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
關键词：钢筋砼梁；裂缝；处理措施
近年来，交通基础设施建设得到了迅猛发展。全国各地兴建了大量的钢筋混凝土桥梁。在桥梁的建造和运营过程中，有关因桥梁出现裂缝而影响桥梁正常运营和导致桥梁垮塌的报道时有发生。桥梁裂缝已经成为桥梁的常见病害之一。为了保证桥梁结构的安全性及耐久性，对桥梁的裂缝成因进行分析与控制显得尤为重要，它既有利于新建桥梁时有针对性的预防，又能通过对损伤状况的深入认识，为结构的病害防治提供依据，同时有利于施工时找到行之有效的措施，减少裂缝的产生。
本文以某桥为背景，通过对钢筋混凝土梁的病害检测调查，分析了其裂缝成因，并提出相应的预防控制措施。可为类似工程提供参考。
1、工程背景
某40m钢筋混凝土T型梁桥,由于该桥为早年修建,施工质量与技术都存在诸多问题,加上交通量日增,桥梁承载力不足,特别是裂缝的产生将对结构的耐久性、美观、强度和刚度等方面产生不同程度的影响,桥梁出现表面风化、剥落破损和混凝土出现裂缝等现象。为了全面了解该桥现状,通过对该桥的裂缝病害调查、分析,并对该桥进行了相应的检测研究。
2、桥梁裂缝检测
经检测,发现大量垂直裂缝存在,从该桥产生的垂直裂缝部位看,裂缝最大的值存在在结构截面中点,不仅在中部1处,而已产生有规律的多条裂缝；发现梁底板有大量的横向裂缝,横向延伸到全截面贯通,严重时再沿腹板垂直上升,分布集中的弯矩附近。腹板出现竖向、斜裂裂缝,桥梁桥面多处有明显纵向、横向和网状裂缝，导致桥面渗水严重；梁腹板表面产生裂缝（图1）梁腹板跨中下侧产生裂缝，在整个腹板上呈现出有规律性的裂缝这种裂缝是在混凝土腹板上产生的,它的形成为上下贯通的裂缝,产生桥面铺装及梁端部锚具周围压裂或压碎。
3、病害产生的原因
3.1 产生垂直、纵向、横向裂缝病害的原因
(1)垂直裂缝的产生：从该桥产生的垂直裂缝部位看，裂缝最大的值存在在结构截面中点，不仅在中部1处，而已产生有规律的多条裂缝，这是因为当中部出现第1条裂缝后，结构分成两块，而每块中部的最大应力值仍然超过混凝土的抗拉强度，则再裂成两部分，一直裂到其中部拉应力抗拉强度为止。
(2)横向裂缝的产生：是因为断面强度不够导致裂缝验算不能满足要求。有的断面尺寸不够，受力钢筋不足，混凝土标号偏低等原因。当截面正应力超限时，裂缝出现在正弯矩下缘及负弯矩上缘，其特点是从一侧横向延伸到全截面贯通，严重时再沿腹板垂直上升，分布集中的弯矩附近。当主拉应力超限时裂缝的特点是由腹板中部向上、下缘延伸，且大致呈45。方向。
(3)纵向裂缝的产生：由于结构配筋不当，腹板的构造钢筋密度不够产生纵向裂缝。
(4)施工不当造成的裂缝：施工支架的不均匀，支架施工的混凝土结构，当混凝土初凝后，支架因压实而沉降，造成底板裂缝的产生，并延伸人腹板，大体上横向较多，跨中稍密。现场预制中，因施工条件的限制以及施工中存在的多种不规范因素，致使预应力T梁均出现不同程度的裂缝。
3.2产生T梁腹板表面裂缝
(1)这种裂缝的发生，是因为采用大流动性混凝土拌合物时发生的裂缝。因为在混凝土没有达到初凝前，其内部的粗骨料继续处于下沉状态，而混凝土沿着钢筋及波纹管的下方继续下沉，钢筋及波纹管上面的混凝土被其支护
(2)由于T梁腹板拆模过早，腹板表面水分大量蒸发，致使产生的表面干缩裂缝。砼早期养护不及时造成干缩裂缝。
(3)砼原材料质量差，配合比不好，致使砼粘聚性差，振捣不充分，施工质量不易控制等而形成收缩裂缝。
3.3产生在T梁腹板跨中下侧裂缝
其开裂的原因主要是施加预应力时超张拉过大，造成对梁腹板上部拉应力超过砼的拉应力而产生，或是因工地临时预制场台座基础不均匀沉降及脱模剂效果不好，限制梁体自由伸缩而产生的拉应力裂缝。
3.4在整个腹板上呈现出有规律性的裂缝
这种裂缝是在混凝土腹板上产生的，它的形成为上下贯通的裂缝。其原因是混凝土在达到一定温度的时候，混凝土的膨胀应力开始消失而混凝土开绐收缩，即使在混凝土上方没有任何荷重的作用，也会因其自身的收缩而产生。尤其该桥是在夏季施工，就更容易发生该方面的裂缝。这种收缩是均匀的，并呈现出有规律性。
3.5产生桥面铺装及T梁端部锚具周围压裂或压碎
在全桥钢筋混凝土T型梁桥跨部分，从凿去原铺的桥面铺装发现，铺装与板间脱离，板安装精度不够，桥面铺装出现表面碎裂、脱皮等现象，有些铺装d<2～3cm，被压碎；T梁端部由于施加预应力时混凝土未达到设计强度或张拉次序不当、超张拉造成对锚具周围砼的压碎或压裂。
3.6其他裂缝
施工不当产生的裂缝，如T梁的存放、移动、吊装、钢筋绑扎、施工的模板、振捣、养护等造成的裂缝。吊装架设过程中受其他外力或撞击造成的裂缝。
4、裂缝处理方法
由于该桥的主要构件如梁、腹板、桥面等部位已有相当的裂缝存在,对该桥进行了补强之前,必须对已有的裂缝进行治理。其原则是对宽度较大的裂缝,采用高压压注环氧砂浆的方法;对较窄的裂缝,采用高压压注液环氧树脂类化学的方法处理,使结构、构件成为一体受力。对各种裂缝的宽度、长度、是否贯穿,选用以下几种处理方法：
（1）换梁。对于部分病害较为严重的板梁，其纵向裂缝较宽，并伴有渗漏水现象，裂缝周边混凝土腐蚀、碳化较为严重，内部钢筋又有明显锈蚀，其钢筋不仅有效受力面积减小，且与混凝土的粘结力也会大幅度降低，因此采用换梁的方式处理。
（2）对于宽度大于0.15mm的裂缝，采用低压注浆法进行修补。低压注浆法修补混凝土裂缝采用以下工序：裂缝清理→粘贴注浆咀和封闭裂缝→试漏→配制注浆液→压力注浆→二次注浆→清理表面。对于宽度小于0.15mm的裂缝，采用涂膜封闭法进行处理。涂膜封闭法修补混凝土裂缝采用以下工序：清扫混凝土表面→刮腻子→涂刷底层涂料→涂刷主层涂料。
（3）对于露筋、剥落等部位的处理，采用在梁底添置钢筋的方法加固：①将钢筋的锈迹清除，并把松动的保护层凿去，露出主筋的将原箍筋切断拉直；②在暴露的原有主筋上缠上或焊上需要补充的拉钢筋；③恢复箍筋，即将原箍筋接长，焊接成型；④对于损坏面积不大的，采用环氧砂浆修补，对于损坏面积过大的地方，采用喷注高标水泥砂浆；⑤浇筑混凝土保护层，材料采用环氧树脂混凝土。
（4）对于腹板斜裂缝用粘贴钢板补强，采用在梁底粘贴钢板方法加固，即将钢板用化学粘贴结剂粘贴在梁板的下面，以提高梁板的承载能力。具体加固方法：①梁板底面混凝土凿毛，使骨料露出，并清除破坏部分和浮尘；②钢板表面的油污和锈蚀清除干净，表面涂刷一层环氧树脂薄浆；③粘贴钢板，采用加压法粘贴，使钢板紧密地粘贴在梁底混凝土面上；④防护处理，对接缝用环氧砂浆凝固灌浆后，清除钢板外面污物和锈蚀，涂一层树脂薄浆，再涂二层防锈漆。
（5）对桥面铺装，将凿去原桥面铺装破损部分的混凝土后，沿铺装层内钢筋方向凿成方形，对顶板按工作缝隙要求严格凿毛，加设纵向直径较大的连续钢筋及铺装钢筋网，浇C50细纤维砼d为8em。
（6）如原因不明，为防止其继续扩展，可在处理之后施加部分预应力。
5、预防措施
钢筋砼结构裂缝的形成和开展是一个比较复杂的问题，影响裂缝产生和发展的因素很多。为预防梁(板)的裂缝，应从设计、施工和材料等方面综合考虑因此针对施工中的各个环节,采取有效的预防措施:
（1）钢筋砼桥所处的使用条件，如气候条件及温度变化、桥上线路是否平顺、汽车行驶的速度和密度以及支座的灵活性程度等，对梁体裂缝的发展和稳定都有影响。因此，在使用时应经常注意桥梁上桥面铺装的质量，定期对梁体裂缝检查与观测。
（2）控制水灰比，保持骨料洁净，震捣密实。严格控制砼的配合比，不应为了提高砼的强度(或早期强度)而加大水泥用量，这样不仅造成材料的浪费，而且增加了砼的收缩量，更易产生裂缝。
(3)精心组织施工,避免高温天气施工,浇筑混凝土时,注意梁体阴阳面的温差不宜过大,防止产生过大的温度应力引发开裂,注意加强养护,特别是早期养护,要及时,要充分,养护时间不能少于14天。
（4）在模板工程中应注意合理掌握拆模时机，拆模时间过早，应保证早龄期砼不损坏或不开裂，但也不能太晚，尽可能不要错过砼水化热峰值，即不要错过最佳养护介入时机。
（5）加强砼的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。
(6)加强地基碾压,台座基础加宽加深,使其有足够的承载力,也具有抵抗变形的能力,防止不均匀沉降。
(7)在混凝土基座顶面与混凝土梁体间要有一层隔离剂(滑石粉或塑料膜等),减少对梁体的约束,使其尽量呈自由伸缩。
(8)混凝土强度达到设计要求并满足龄期#10天的条件时应及时进行预应力张拉,使梁体有一个约束应力并具有一定的预拱度,使其有足够的抵抗变形的能力。张拉完后,即使发生基座不均匀沉降,也不会引起开裂。
5、结束语
桥梁是国家的重要基础设施，它的安危直接关系着人民的生命和财产安全。一座桥梁从建成通车到投入运营，涉及到许多方面的因素，在当今公路桥梁建设不断发展过程中，桥梁结构日趋复杂，充分认识公路桥梁的裂缝病害，采取相应的预防措施，针对已出现的裂缝病害，慎重选择处治方案，综合采用各种维修技术措施，确保桥梁安全畅通，具有十分重要的意义。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看