浅谈空心板裂缝的成因和修补方法.doc

1、浅谈空心板裂缝的成因和修补方法摘要：由于空心板桥的预制、安装技术简单，便于施工等特点，目前应用较广，但易产生裂缝、出现漏水、钢筋锈蚀等现象，导致桥面铺装损坏、单梁受力等病害，本文结合京台高速公路桥梁的维修经验，分析空心板桥裂缝的成因和维修方案。 关键词：空心板桥 裂缝 原因 修补 中图分类号：TV543 文献标识码： A 文章编号： 一、概述 京台高速公路德州段，于 1997 年建成通车，交通量大，重车多，特别是近年国民经济的高速发展，车流量增加很快。严重超载车辆的总重、轴重大于设计规范规定的相应值，在桥梁、路面结构中产生的内力（应力）达到或超过其疲劳承载力，使桥梁、路面过早出现损坏。 德州段

2、共有空心板桥 119 座，跨径主要为 10 米、13 米和 16 米，主要病害是空心板裂缝、渗水、桥面铺装损坏，个别桥梁出现了单板受力，经过近几年的维修，裂缝得到了有效控制。 二、空心板裂缝的原因分析 自上世纪九十年代以来，空心板桥梁的数量和规格迅猛扩大，几乎占我国现有桥梁的 70%以上，这些桥梁建成以后，随着使用时间的延长，板底裂缝、渗水已是常见和普通的病害。 裂缝产生原因有许多方面，其中主要的有以下几种： 1、荷载引起的裂缝 钢筋混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝称荷载裂缝。 2、温度变化引起的裂缝 混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化时，混凝土将发生变

3、形，若变形遇到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。 3、收缩引起的裂缝 混凝土是由汽、液、固三相组成的假固体（指浇注过程到保养） ，其中尚有未水化的水颗粒，还需吸收周围水分。液、固相间的胶凝体，因水分散失，体积会缩小，引起收缩裂缝。混凝土收缩主要有塑性收缩、缩水收缩（干缩）和自身收缩及碳化收缩 4 种。 4、基础变形引起的裂缝 由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构物中产生附加应力，超过钢筋混凝土结构物的抗拉能力，导致结构开裂。 5、钢筋锈蚀引起的裂缝 由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低。或由于氯化

4、物浸入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约24 倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥落，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使钢筋有效断面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝。加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。 6、冻胀引起的裂缝 大气温度低于零度时。吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水变成冰，体积膨胀 9，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝上胶孔中的过冷水（结冰温度在-78C 以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土强

5、度降低，并导致裂缝出现。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强，骨料中含泥土等杂质过多，水灰比偏大、振捣不密实，养护不力使混凝土早期受冻等，均可导致混凝土产生冻胀裂缝。 7、原材料质量引起的裂缝 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格，可能导致结构出现裂缝。 8、施工工艺质量引起的裂缝 在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，可能产生各种形式的裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异。 三、空心板桥裂缝的状况

6、 根据我们对裂缝现状的调查，状况如下。 1、裂缝分布情况：裂缝分布普遍为纵向裂缝和横向裂缝，也有少数交叉裂缝，一般纵向裂缝较多。 2、裂缝的深度：纵、横向裂缝有贯穿缝和非贯穿缝；非贯穿缝深度较浅；贯穿缝往往有渗水现象。 3、裂缝的宽度：板的纵、横向裂缝宽度大多较细，一般都在 1mm 以下，宽度为 2-3mm 的裂缝较少。 四、裂缝修补方法 由于板桥裂缝比较普遍，分布范围广，形态宽度各异，修补应根据不同的裂缝宽度采用不同的处理方案。 裂缝宽度小于 0.2mm 时，采用表面封闭法进行处理。 裂缝宽度在 0.2mm1.5mm 时，采用静压注射法进行补强。 裂缝宽度大于 0.5mm 的活动裂缝，采用填

7、充封闭法进行修补。 1、表面封闭法 表面封闭法主要采用表面封闭材料（如环氧胶泥、聚合物砂浆）对结构表面裂缝进行封闭修补的方法，本方法适用于裂缝宽度小于 0.2mm的裂缝。 表面涂抹环氧胶泥时，先将裂缝附近 80100mm 宽度范围内的灰尘、浮渣用压缩空气吹净，或用钢丝刷、砂纸、毛刷清扫干净并清洗，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮湿，应用喷灯烘烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土黏结良好，如基层表面难以干燥时，应用环氧煤焦油胶泥（涂料）涂抹，并涂刮在裂缝表面。 2、静压注射法 静压注射法适用于 0.2mm1.5mm 的裂缝，以一定的压力（应按产品使用说明书的规定，一般为 0.20.4MPa

8、） ，将低黏度、高强度的裂缝修补胶注入裂缝腔内。注射前，应对 裂缝周边进行密封，一般情况下可按以下步骤进行： （1）清缝处理 沿缝凿成深 24mm、宽 46mm“V”形槽。 剔除缝口表面的松散杂物，用气压 0.2 MPa 以上的压缩空气清除槽内浮尘 沿缝长范围内用丙酮进行清洗，擦清表面。 （2）粘结注射器底座 清缝处理后，骑缝用环氧胶泥封缝并埋设、粘贴注射器底座，间距以 2030cm 为宜，原则上缝宽可稀，窄缝宜密，但每条裂缝至少必须有一个进浆口和排气孔。 （3）密封 用修补胶密封底座的周围，并沿裂缝按 5cm 宽进行密封。 （4）密封检查 待封缝材料固化后，沿缝涂刷一层肥皂水，并从灌浆嘴中通

9、入气压为 0.2 MPa 的压缩卖空气，检查缝的密封效果，对漏气部位进行补封处理。 （5）注较 安装注射器后，注入专用裂缝修补胶液，待相邻注射嘴冒浆时，停止注射并用木塞塞紧，然后进行下一个注射嘴注胶，直至最后一个。 （6）封口处理 注射胶液初凝后，除去木塞，采用环氧胶泥封堵注射嘴。 3、填充密封法 此方法适用于处理宽度大于 0.5mm 的活动性裂缝。 在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别不小于 20mm 和 15mm的 U 型沟槽，槽的两边混凝土必须修理平整，并用丙酮擦拭一遍，然后用改性环氧树脂充填，并粘贴不小于 3 倍缝宽的 E 玻璃纤维布封闭其表面，充填改性环氧树脂前应保证槽口干燥，否则应采取其它有效措施，使槽内干燥后再进行填补。 参考文献 1 徐启友，桥梁修理与技术改造，人民交通出版社，1992 2 肖敏，雷昌龙，混凝土桥梁的病害防治，桥梁建设，2002，2，5456 3 惠云玲，混凝土结构中裂缝的分类、特征、原因及处理办法，工业建筑，1995，8，4042