桥梁结构在施工和营运使用过程中，常会出现不同形式的损伤。其中，由混凝土或钢材构筑而成的桥梁结构物，由于砖石砌体及材料的抗拉能力较弱，稍微受拉就会产生损伤。因此，混凝土结构物产生损伤几乎是不可避免的。这就需要我们对桥梁结构损伤及时进行分析并做加固技术处理。混凝土开裂的原因很多，归纳起来基本上有以下四个原因：设计考虑不周、材料使用不当、施工质量达不到要求、养护不力及外界环境的不良影响。

一、桥梁结构常规损伤机理分析

1、混凝土结构损伤的认识

混凝土是当今桥梁结构中使用广泛、应用量的一种材料。因为它可以配制成不同强度、不同性能和不同形状的各种混凝土结构物，且耐久性良好。

大多混凝土都是带损伤工作的，有的损伤并不影响使用，但将其相应部位构件的承载力受到一定程度的削弱，同时还会引起保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等，甚至危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。

2、混凝土结构损伤的处理原则

工程实践经验和理论分析说明，混凝土结构的损伤不可避免，只是有些损伤是无害的或可控制的。如果对建筑物的抗裂要求过严，将付出过大经济代价，甚至无法实施。科学的方法是将损伤的有害程度控制在允许范围之内。

3、混凝土结构的微观损伤与宏观损伤

荷载试验表明，当混凝土受压，荷载在30%的极限强度以下时，微裂几乎不变动，在30%-70%极限强度时，微裂开始扩展并增加，到70%-90%极限强度时，微裂显著并迅速增多，其微裂之相互串联起来，直至完全损坏。可以说小于0.05mm的不可见损伤为“微观损伤”，大于等于0.05mm的可见损伤为"宏观损伤".混凝土损伤是微裂的扩展，在建筑结构中对使用无重大危害。

二、桥梁结构常规损伤分类

在《公路养护技术规范》中，将常用结构的裂缝宽度限制在0.20-0.25mm的范围内。当裂缝宽度在限制值以内时，大气中的湿气、水分很难大量渗透到钢筋上，因而钢筋不会遭到严重锈蚀，结构的耐久性也不会因此而受到明显影响。

梁式桥中可能出现的裂缝很多，下面主要通过钢筋混凝土简支梁桥，介绍梁式桥常见的裂缝。

1、梁受拉去的竖向裂缝

简支梁的竖向裂缝，是由正弯矩引起的，一般在梁的跨中附近，从梁的受拉区边缘大致与主筋垂直的方向向上延伸。裂缝宽度一般在0.03-0.2mm之间，裂缝之间的小间距为0.05-0.2mm.

对于连续梁，除了跨中附近有自下而上的竖向裂缝外，中间支点附近会出现自上而下的有负弯矩引起的竖向裂缝

裂缝是钢筋混凝土梁式桥中不可避免的。一般认为，只要这类裂缝在梁侧面的延伸长度达不到计算截面的中性轴，而其宽度又在0.2mm范围内，当属正常裂缝。对于负弯矩裂缝，因易受雨雨水的影响，即使裂缝小于0.2mm,亦应采取防水措施，避免因雨水侵蚀而加速钢筋锈蚀。

2、斜裂缝

梁式桥中的斜裂缝有两种：一种是由主拉应力引起的梁腹板上的斜裂缝；另一种是由于斜截面抗弯能力较弱所引起的斜裂缝。

种斜裂缝多发生在梁支点附近的腹板上，主要是由于拉应力过大而产生的。裂缝一般从端横隔板内侧开始，沿40度-60度的斜裂缝向上攀升。因为梁的上下缘一般都有较多的纵向主筋，它有抑制斜裂缝的作用，因而斜裂缝在到达这些主筋或钢束之前，一般都会消失。

造成斜裂缝宽度较大的主要原因是斜筋不足，对于预应力钢筋混凝土梁，则往往是斜向钢束起弯过早，梁端缺少斜向钢束所致。在前一个时期，有一些预应力，梁端出现了比较严重的斜裂缝，给修复加固造成了较大的困难，今后必须给予重视。

第二斜裂缝，又称弯斜裂缝，是由于斜截面抗弯能力较弱所引起的。它与主拉应力产生的斜裂缝有明显的不同，弯剪斜裂缝与由梁中正弯矩产生的竖向裂缝相似，裂缝是由梁底向腹板延伸，裂缝的宽度是下面大、上面下，而不象主拉力所产生的斜裂缝是中间大、两头小。

3.筋锈蚀引起的顺筋裂缝

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，可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到岩土中的氧气和水分发生腐蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长2-4倍，导致保护层混凝土开裂，沿钢筋纵向产生裂缝，其延伸长度可达到梁跨度之半，裂缝宽度可达4mm，危害极大。

三、桥梁加固工作程度

桥梁在使用过程中，随着使用年限的增加，其结构性能逐渐退化，出现各种损伤，为保证其性，就需要经常进行维修来满足其使用功能并延长其使用寿命。

桥梁结构加固的工作程序为：

桥梁检定--确定加固方案--施工图设计--施工组织设计--施工--工程验收。对桥梁结构加固方案的选择十分重要，方案的优劣不仅影响资金的投入，而且将影响桥梁加固的质量。合理的加固方案应该达到加固效果好，对使用性能影响小，技术可靠，施工简便和经济合理。

四、桥槊结构损伤加固处理技术

1、损伤修补技术

损伤修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，以及起到修饰美观的作用。结构有较严重的病害时，需要在加固前或在实施加固技术的过程中进行损伤的修补。损伤补的主要技术有：

面处理法

这是在微损伤的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性为目的的方法。缺点是修补工作无法深入到损伤内部，以及对延伸性损伤难于追踪其变化。因此，对于宽度发生变化的损伤，要设法使用伸缩性的材料。表面处理方法所用材料视修补目的及其结构物所处环境不同而异，通常使用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及水泥填料等。

注浆法

该方法系在损伤中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，以往均采用手动或角踏式输液泵注入浆液；但存在无法控制注入量。对于不贯通的损伤难于将浆液注入到内部，注入压力太大有可能使损伤宽度扩大等问题。所以，现在多采用低压低速注入法。此法具有易于控制注入量且可注入到损伤深部的优点。当灌浆材料采用环氧树脂时，应注意环氧树脂的粘度不同，有时浆液无法充分注入损伤，但增加溶剂量又会降低粘性而达不到预期的目的；对于延伸性损伤，环氧树脂的变形性较差，所以对这类损伤，应使用可挠性环氧树脂。

充填法

这是一种适合于修补较宽损伤的方法。具体做法是沿损伤凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂混凝土、沥青及各种化学补强剂等。对钢筋混凝土结构而言，这种修补方法视钢筋是否锈蚀而异。当钢筋未锈蚀时，沿损伤处以大约10mm左右的宽度将混凝土凿成U型或V型，在开槽处填密封材料以修补损伤；当钢筋已经锈蚀时，将混凝土凿除到能够充分处置已经生锈的钢筋部分。先对钢筋除锈，然后在钢筋上涂抹锈底涂料，再充填密封材料。

表面喷除法

喷浆修补是一种在经凿毛处理的损伤处理，喷射一层密实而且轱度高的水泥砂浆保护层，来封闭损伤修补法。喷浆前，需要把结构表面剥离部分除去。再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。

粘结构钢板封闭法

当钢筋混凝土构件产生主拉应力损伤时，可对损伤先进行处理后，再在损伤处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结合方向应和损伤方向垂直。

混凝土因碱骨料而开裂的损伤修补

因碱骨料反应产生的损伤，一般为延伸性的，特别是钢筋用量较少时，对膨胀的约束较小，于是损伤宽度显著变大。对这种损伤，可以注入环氧树脂或涂抹防水材料，防止水分由外部侵入，从而控制碱骨料反应。

2、梁式结构加固增强技术

梁式桥上部加固可采用各种不同的方式。一般采取扩大原结构件截面，以提高结构的强度和刚度：以新的结构代替旧的抗力不足的结构；改变原结构的受力体系，使3控制截面变矩的峰值减小；对原结构施加预应力，改变原结构的受力图式，以达到提高桥梁刚度和强度的目的。梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘结加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固等方法。

桥梁的养护是一个公共课题。近年来我国地震不断，桥梁作为重要的公共设施需要一定的抗震抗灾能力。我国大部分桥梁建成时间较早，随着时间的推移和使用必定会有不同程度的损伤和磨损。其中裂缝损伤就是比较突出的损伤类型。

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