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[摘 要]：随着我国国民经济的快速发展，交通道路也在高速建设，钢筋混凝土桥粱是道路建设中不可缺少的一部分。而对于钢筋混凝土桥梁出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的报道屡见不鲜，这是桥梁建设中的一个重要的课题。本文主要论述钢筋混凝土桥梁裂缝的预防和修补方法。
[关键词]：桥梁；裂缝；防治；修补
目前不论是铁路桥还是高速公路桥，都是采用的钢筋混凝土桥梁，其优点这里就无需多言。其混凝土开裂则是一种常见的并且长期困扰工程技术人员的大问题，弄清钢筋混凝土桥梁产生裂缝的原因并采取有效措施预防裂缝，消除事故隐患，保证钢筋混凝土桥梁的安全运营，是我们工程技术人员研究的重要课题。
一 钢筋混凝土桥梁裂缝种类及原因
钢筋混凝土结构的裂缝产生的原因比较复杂，甚至多种因素相互影响，就其成因可大致分为以下几种：
1 荷载引起的裂缝。是指钢筋混凝土桥梁在常规动静荷载及次应力下产生的裂缝，分为直接应力裂缝及次应力裂缝两种：
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，直接应力裂缝产生的原因有：①设计阶段结构不算或漏算，结构模型不合理，结构安全泵效不够，结构剛度不足。②施工阶段不加限制地堆放施工机具，材料，对预制结构构件随意翻身，起吊，运输，安装，不按设计图纸施工。③超出设计荷载的重型车辆过桥，受车辆，船舶的接触，撞击。
次应力裂缝是指由荷载引起的次生应力产生的裂缝。次应力裂缝产生的原因有：①由于结构的实际工作状态与常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致的结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“x”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。②桥梁结构在凿槽、开洞、设置牛腿等结构突变的部位引起的应力集中导致的混凝土开裂。
实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见的原因。次应力裂缝多属张拉、剪切、劈裂性质。在设计土，应注意避免结构突变(或断面突变)，当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞可在周边设置护边角钢。
2 温度变化引起的裂缝。混凝土受水泥水化放热、阳光照射、大气及周围温度，电弧焊接等因素影响，而出现冷热变化时，将发生收缩和膨胀，若变形受到约束，则会在结构内产生温度应力，温度应力超过混凝土强度时，即产生裂缝，称为温度裂缝。桥上的许多裂纹可以归因于这些影响，例如：对许多箱梁桥发生裂缝的情况进行分析，发现许多预应力箱梁发生裂缝的主要原因是温度应力，箱梁的日照温度分布是比较复杂的，其中顶板温度变化最剧烈，腹板次之，中腹板和庇板几乎没有变化，而这些在设计和施工中通常被忽视。
3 混凝土收缩引起的裂缝，实际工程中，混凝土收缩引起的裂缝最常见。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是导致混凝土体积变形的主要原因。
塑性收缩，发生在施工过程中、混凝土浇筑后4h-5h左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现沁水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩，塑性收缩所产生的量级很大，可达1％左右，在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。为减少混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。
缩水收缩(干缩)。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，温度逐步降低，混凝土体积减少，称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，所以产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。
对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构(壁厚20cm-60cm)。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋(φ8－φ14)、小间距布置(＠10cm-＠15cm)，全截面构造配筋率不宜低于0.3％，一般可采用0.3％-0.5％。
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，使结构中产生附加应力，超出混凝土的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有；a 地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。b 地基地质差异太大，建造在山区沟谷的桥梁，河沟处的地质与山坡处变化较大，河沟中甚至存在软弱地基，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。c 构荷载差异太大，在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降。
5 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。比较典型且常见的有：a 钢筋混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝，b 混凝土振捣不密实，不均匀，出现蜂窝，麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。c 混凝土浇注过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇注数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝，d 混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。
6 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，使钢筋表面混凝土碱度降低，或由于氯化物的介入，引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋被侵入的水分和氧气锈蚀，锈蚀物体积增长约2～4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、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，要防止钢筋锈蚀，设计时应采用足够的保护层厚度，施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入。同时严格控制含氯盐的外加剂用量。
二、对已有裂缝修补
根据裂缝情况的不同，可采用嵌补、粘贴、压浆，涂刷等工艺相结合的方法，以达到整治裂缝的目的。a 嵌缝：在裂缝上凿槽经冲洗后，在槽中嵌填弹性、塑性，或刚性材料。b 粘贴：将整个钢板粘贴在待补的裂缝上，使其与原有的混凝土成为整体，从而提高对活载的抵抗力。c 压浆：将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭，仅留出进浆口及排气孔，然后将配制的较低粘度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化，以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。
三、结束语
混凝土裂缝产生的原因是多方面的，必须具体问题具体分析。对于裂缝的出现，应及时发现，尽早解决。对钢筋混凝土桥梁的裂缝要进行调查、分析和验算，以判断裂缝的性质以及其对桥梁结构的影响，进而提出合理的工程整治措施。
[关键词]：桥梁；裂缝；防治；修补
目前不论是铁路桥还是高速公路桥，都是采用的钢筋混凝土桥梁，其优点这里就无需多言。其混凝土开裂则是一种常见的并且长期困扰工程技术人员的大问题，弄清钢筋混凝土桥梁产生裂缝的原因并采取有效措施预防裂缝，消除事故隐患，保证钢筋混凝土桥梁的安全运营，是我们工程技术人员研究的重要课题。
一 钢筋混凝土桥梁裂缝种类及原因
钢筋混凝土结构的裂缝产生的原因比较复杂，甚至多种因素相互影响，就其成因可大致分为以下几种：
1 荷载引起的裂缝。是指钢筋混凝土桥梁在常规动静荷载及次应力下产生的裂缝，分为直接应力裂缝及次应力裂缝两种：
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，直接应力裂缝产生的原因有：①设计阶段结构不算或漏算，结构模型不合理，结构安全泵效不够，结构剛度不足。②施工阶段不加限制地堆放施工机具，材料，对预制结构构件随意翻身，起吊，运输，安装，不按设计图纸施工。③超出设计荷载的重型车辆过桥，受车辆，船舶的接触，撞击。
次应力裂缝是指由荷载引起的次生应力产生的裂缝。次应力裂缝产生的原因有：①由于结构的实际工作状态与常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致的结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“x”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。②桥梁结构在凿槽、开洞、设置牛腿等结构突变的部位引起的应力集中导致的混凝土开裂。
实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见的原因。次应力裂缝多属张拉、剪切、劈裂性质。在设计土，应注意避免结构突变(或断面突变)，当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞可在周边设置护边角钢。
2 温度变化引起的裂缝。混凝土受水泥水化放热、阳光照射、大气及周围温度，电弧焊接等因素影响，而出现冷热变化时，将发生收缩和膨胀，若变形受到约束，则会在结构内产生温度应力，温度应力超过混凝土强度时，即产生裂缝，称为温度裂缝。桥上的许多裂纹可以归因于这些影响，例如：对许多箱梁桥发生裂缝的情况进行分析，发现许多预应力箱梁发生裂缝的主要原因是温度应力，箱梁的日照温度分布是比较复杂的，其中顶板温度变化最剧烈，腹板次之，中腹板和庇板几乎没有变化，而这些在设计和施工中通常被忽视。
3 混凝土收缩引起的裂缝，实际工程中，混凝土收缩引起的裂缝最常见。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是导致混凝土体积变形的主要原因。
塑性收缩，发生在施工过程中、混凝土浇筑后4h-5h左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现沁水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩，塑性收缩所产生的量级很大，可达1％左右，在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。为减少混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。
缩水收缩(干缩)。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，温度逐步降低，混凝土体积减少，称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，所以产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。
对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构(壁厚20cm-60cm)。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋(φ8－φ14)、小间距布置(＠10cm-＠15cm)，全截面构造配筋率不宜低于0.3％，一般可采用0.3％-0.5％。
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，使结构中产生附加应力，超出混凝土的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有；a 地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。b 地基地质差异太大，建造在山区沟谷的桥梁，河沟处的地质与山坡处变化较大，河沟中甚至存在软弱地基，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。c 构荷载差异太大，在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降。
5 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。比较典型且常见的有：a 钢筋混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝，b 混凝土振捣不密实，不均匀，出现蜂窝，麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。c 混凝土浇注过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇注数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝，d 混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。
6 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，使钢筋表面混凝土碱度降低，或由于氯化物的介入，引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋被侵入的水分和氧气锈蚀，锈蚀物体积增长约2～4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、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，要防止钢筋锈蚀，设计时应采用足够的保护层厚度，施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入。同时严格控制含氯盐的外加剂用量。
二、对已有裂缝修补
根据裂缝情况的不同，可采用嵌补、粘贴、压浆，涂刷等工艺相结合的方法，以达到整治裂缝的目的。a 嵌缝：在裂缝上凿槽经冲洗后，在槽中嵌填弹性、塑性，或刚性材料。b 粘贴：将整个钢板粘贴在待补的裂缝上，使其与原有的混凝土成为整体，从而提高对活载的抵抗力。c 压浆：将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭，仅留出进浆口及排气孔，然后将配制的较低粘度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化，以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。
三、结束语
混凝土裂缝产生的原因是多方面的，必须具体问题具体分析。对于裂缝的出现，应及时发现，尽早解决。对钢筋混凝土桥梁的裂缝要进行调查、分析和验算，以判断裂缝的性质以及其对桥梁结构的影响，进而提出合理的工程整治措施。