摘要：现代的混凝土桥梁正向着大跨度，结构整体性好的方向发展，这就对桥梁施工时的技术难度发出了严峻的挑战。混凝土桥梁的裂缝是桥梁的主要病害之一，其成固复杂而繁多，工程师带来了很大的难题。本文对混凝土桥梁裂缝的产生原因及修复办法进行简要的总结，以达到使桥梁结构安全、耐用及美观的目的。
关键词:混凝土桥梁，病害产生原因，裂缝修复方法
裂缝是混凝土桥梁最为常见的病害之一，桥梁一旦出现裂缝无论是从美观角度，抑或是从结构的安全角度都是十分有害的。现今的混凝土桥梁正向着大跨度，结构整体性好的方向发展，因此对裂缝的控制也就成为决定一座桥梁的成败之所在。由于混凝土桥梁的裂缝成因复杂，种类繁多，因此引起了桥梁工程界的普遍关注，本文就混凝土桥梁裂缝的成因及修缮办法进行简要的分析，以达到提高桥梁施工质量的目的。
1、混凝土桥梁裂缝的产生原因
由于混凝土材料的复杂性，加之桥梁施工受外界环境的影响较大，不可避免的造成了混凝土裂缝成因繁多而复杂，即使是一条裂缝也不止受单一的因素影响。根据其产生的原因，可总结为下述情况：
1.1 作用于桥上的荷载所产生的裂缝
桥梁在施工及使用阶段长期受动、静荷载作用以及次应力的作用，在设计、施工及使用阶段都有可能产生疏忽以至于产生裂缝。在设计阶段，可能由于结构设计人员计算模型选用不当，荷载考虑不全，应力与配筋计算不当，或是结构的安垒系数取得过低都有可造成裂缝。在施工阶段由于施工组织人员安排欠妥，不加限制地堆放施工材料和器械，或是不了解预制结构的受力特点，造成部分梁段的受力过大，不可避免的产生破坏。在使用阶段可能由于运输车辆超载，在桥段的弯矩最大部位产生裂缝。此外，在不可预料的地质灾害和气象灾害中(如：地震、台风等)桥梁结构也会开裂甚至破坏。在众多的荷载中应力集中是产生荷载裂缝主要原因之一。次应力也是产生荷载裂缝的常见原因，次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。在实际工程中，次应力裂缝难以做到合理验算，在设计时常常也是根据经验进行配筋，和应力集中存在近似的开裂原因，不过随着科技的进步，有的次应力裂缝已经可以做到合理验算了。桥梁中的混凝土结构往往都处在复杂应力状态，应力状态的不同，出现的裂缝也会有所不同。荷载裂缝一般易出现在受拉区、受剪区，最常见的裂缝形式是平行裂缝和斜裂缝。
1.2 混凝土收缩引起的裂缝
混凝土在凝结过程中，会因为外界环境的不同而产生不同程度的体积变化，其中最主要的是收缩变形。收缩变形主要分为塑性变形、千缩变形、、自收缩变形、碳化变形。各种
收缩变形都可能导致混凝土开裂。几种常见的收缩变形有：
1.2.1 塑性收缩
混凝土还处于塑性状态时产生的体积收缩就叫塑性收缩。当混凝土表面水分蒸发大于表面泌水速率时就会产生塑性收缩。塑性收缩的比例很大，高时可达1％。当
塑性收缩受到混凝土内部钢筋、粗骨料或是基底约束时就会导致表面开裂。为减小塑性收缩，施工时要选择合适的配合比，振捣要密实，有时还需进行分成浇注。
1.2.2 干缩变形
混凝土凝结以后，表层水分会逐步蒸发，湿度逐步降低，从而引起混凝土体积减小，这称为混凝土的干缩。由于表面水分蒸发快，内部蒸发慢，因此表层混凝土的收缩大干内部混凝土的收缩，这样表层混凝土就会受到内部混凝土的约束，当约束应力达到此时混凝土的抗拉强度时，就会出现开裂。
1.2.3 自收缩
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吸收毛细管中的水分而水化，使毛细管失水，由于毛细管压力使水泥浆产生的收缩称为自收缩。随着高性能和高强度混凝土的发展，混凝土的自收缩也开始变大，成为高强高性能混凝土早期开裂的主要原因。当混凝土成型后，弹性模量开始增加，内部的收缩变形在受到约束的条件下形成内应力，而早期混凝土抗拉强度还很低，自收缩就可能引起微裂纹。
1.3 温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质。水泥水化大部分集中在混凝土硬化初期，会放出较多的热量。由于混凝土散热缓慢，所以在大体积混凝土中，如不才取人工措施，混凝土内部温度会明显偏高，产生膨胀，而在同时，混凝土外部却随气温降低而冷却收缩，这是就会在混凝土中产生很大的温度应力。如果这个温度应力达到此时混凝土的极限抗拉强度，就会开裂。所以，对大体积混凝土，要尽量降低混凝土的发热量。另外，年温差、日照、骤然降温、养护不当等也会造成混凝土开裂。
1.4 冻胀作用引起的裂缝
这种情况多发生在冬天大气气温低干零度的北方地区，混凝土中的游离水在低温下转变为固态，体积膨胀，使混凝土的内部产生膨胀应力，当膨胀应力超过混凝土的强度后，就会引起混凝土的开裂。
1.5 桥梁基础变形引起的裂缝
在基础垂直方向上的不均匀沉降或水平方向上的位移，都会使结构中产生附加应力，导致桥梁产生裂缝。因此产生变形的原因也可以归结为产生裂缝的原因，例如分期建造基础，新建基础使地基土重新固结，导致旧基础的进一步沉降s或是像北方寒冷地区的地基土冻胀，使上部结构产生变形。
1.6 建筑材料质量引起的裂缝
由于混凝土由水泥，砂，石，水及外加剂等多种材料所组成，材料的质量的不合格就会产生裂缝。像水泥可能由于强度，安定性等达不到要求而使混凝土产生裂缝；砂、石骨料的颗粒级配如果不良，也有可能造成裂缝。
2、混凝土桥梁裂缝修补措施
混凝土桥梁开裂后修补裂缝的方法也是多种多样的，如：灌浆法、嵌缝法、表面修补法，结构加固法、混凝土置换法等等。
灌浆法是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成整体，从而达到封堵加固的目的。常用胶结材料有环氧树脂或水泥浆。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。
表面修补法是一种简单、常见的修补方法。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，若在裂缝表面粘贴玻璃纤维可以防止混凝土继续开裂。
结构加固通常是加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换人新的混凝土或其他材料(如水泥砂浆、聚合物)。
3、总结语
综上所述，裂缝作为混凝土桥梁的主要病害，就其产生的原因是十分复杂的。在设计中考虑不周，施工过程中不遵守规则，运营管理时不严加控制，均可能造成裂缝的产生。桥梁工程作为生命线工程之一，一定要保持其持久耐用与使用安垒。因此，应当各个环节做到严格控制，保证不发生问题，即使发现问题也要及时想办法解决，做出真正能保证安全使用，耐久性又良好的桥梁。