1、引言
隨著社會的不斷進(jìn)步、以及我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，混凝土在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來越多。但是，相應(yīng)暴露出來的質(zhì)量問題也越來越多，在橋梁建造和使用過程中，由于混凝土裂縫而影響工程質(zhì)量甚至造成橋梁坍塌的事例屢見不鮮。裂縫是混凝土橋梁存在的常見病害，嚴(yán)重影響橋梁的使用性能，如不及時(shí)修補(bǔ)和維護(hù)，會影響橋梁的使用性能，也會造成主體結(jié)構(gòu)的破壞。
混凝土橋梁裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：荷載引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫、收縮引起的裂縫、地基變形引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工材料質(zhì)量引起的裂縫、施工工藝質(zhì)量引起的裂縫等。本文主要探討收縮引起的裂縫。
2、橋梁混凝土收縮型裂縫及其成因
2、1收縮型裂縫
實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是見的?；炷林泻写罅靠障丁⒋挚准懊?xì)孔，孔隙中存在水分，而水分的活動將影響到混凝土的一系列性質(zhì)，引起混凝土的收縮變形，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生?；炷恋氖湛s變形主要有以下幾種形式：
2、1、1自生收縮。是混凝土硬化過程中由于化學(xué)作用引起的收縮，是化學(xué)結(jié)合水與水泥的化合結(jié)果。
2、1、2塑性收縮?；炷翝仓跗?，水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象，引起混凝土失水收縮，此時(shí)骨料與膠合料之間產(chǎn)生不均勻的收縮變形。
2、1、3碳化收縮。它是指大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。
2、1、4縮水收縮。也叫干縮。水泥石在干燥和水濕的環(huán)境中要產(chǎn)生干縮和濕脹作用，的收縮發(fā)生在次干燥之后。
在混凝土收縮種類中。塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。
另外，實(shí)踐證明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標(biāo)號及用量、骨料品種、水灰比、外摻劑、養(yǎng)護(hù)方法、外界環(huán)境、振搗方式及時(shí)間等。
2、2機(jī)理：收縮引起的裂縫塑性收縮
混凝土澆筑后 4h～5h 左右，水泥水化反應(yīng)劇烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨科因自重下沉，而此時(shí)混凝土尚 未硬化，稱為塑性收縮。在骨科下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫，在構(gòu)件豎向變截面處如丁梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉?shí)不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。
2、2、1干縮：混凝土結(jié)硬以后，隨著表面水分逐漸蒸發(fā)，溫度逐漸降低，混凝土體積減小， 稱為干縮。因混凝土表面水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮快，內(nèi)部收縮慢的不 均勻收縮，致使混凝土表面承受拉力，產(chǎn)生收縮裂縫。
2、2、2自生收縮：混凝土在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，這種收縮與外界溫度無關(guān)， 且可以是正的(即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土)，也可以是負(fù)的(即膨脹，如礦渣水泥混凝 土與粉煤灰水泥混凝土)。
2、2、3碳化收縮：大氣中的二氧化碳與水泥中的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形
2、2原因：伸縮縫病害
據(jù)有關(guān)調(diào)查和研究表明，伸縮縫病害出現(xiàn)的原因有以下幾個(gè)方面：
2、2、1由于設(shè)計(jì)不周引起的伸縮縫損壞。橋面采用了“搭接角鋼夾橡膠條”式簡易伸縮縫裝置系統(tǒng)，縫頂與現(xiàn)澆橋面混凝土同高，上鋪瀝青混凝土。由于設(shè)計(jì)中著重強(qiáng)調(diào)了解決橋面在伸縮縫處的平整度問題，忽略了橋面混凝土與橋面板的同步伸縮，因此，通車后，瀝青混凝土表面沿縫出現(xiàn)不規(guī)則開裂，冬季加寬，夏季拱起。在車輛荷載的長期作用下，橋面鋪裝層(或路面表層)由縫處向里逐漸剪壞，出現(xiàn)啃邊或大范圍的坑槽，給日后修補(bǔ)帶來了更大的困難。
2、2、2由于選型不當(dāng)引起的伸縮縫損壞。
2、2、3由于橋墩臺施工及梁(板)預(yù)制尺寸導(dǎo)致實(shí)際板端預(yù)留間隙與設(shè)計(jì)間隙懸殊而引起伸縮縫損壞。
2、2、4設(shè)計(jì)與實(shí)際伸縮量不符引起的伸縮縫破壞。這樣導(dǎo)致在伸縮縫處夏季出現(xiàn)瀝青橋面拱起，冬季出現(xiàn)瀝青混凝土橋面沿縫嚴(yán)重開裂的現(xiàn)象。
2、2、5板式橡膠伸縮縫由于施工誤差或橡膠板破壞引起的伸縮縫處嚴(yán)重跳車。
2、2、6板式橡膠伸縮縫或鋼板伸縮縫由于伸縮裝置混凝土施工先于兩端瀝青混凝土路面面層而引起伸縮縫尾端跳車。
2、2、7“反開槽法”施工操作不認(rèn)真引起伸縮縫處跳車。目前運(yùn)用“反開槽法”施工修筑的伸縮裝置有毛勒縫或暗式伸縮縫等?！胺撮_槽法”施工雖然從理論上解決了伸縮縫端頭跳車的問題，但若施工時(shí)操作不當(dāng)，車輛通過時(shí)仍有明顯的反映。
2、2、8材料選用不當(dāng)引起的伸縮縫損壞。導(dǎo)致伸縮縫出現(xiàn)損壞的原因很多，由于伸縮縫受力復(fù)雜，有產(chǎn)品本身問題，也有設(shè)計(jì)和施工的問題。從設(shè)計(jì)上看，設(shè)計(jì)工程師在伸縮縫設(shè)計(jì)過程中只注重計(jì)算橋梁的伸縮量，并以此進(jìn)行選型。而往往對產(chǎn)品的性能了解不全面，忽視了產(chǎn)品的相應(yīng)技術(shù)要求，諸如過渡段混凝土的長度、厚度、標(biāo)高、預(yù)埋件的位置及深度，而且也沒有在設(shè)計(jì)圖上標(biāo)注清楚。這其中很多問題要等產(chǎn)品運(yùn)到工地安裝甚至安裝后才能發(fā)現(xiàn)，但為時(shí)已晚。從施工上看，伸縮縫安裝是橋梁施工的最后幾道工序之一，為了趕進(jìn)度，施工馬虎，不按安裝程序要求施工。另外，安裝后混凝土沒有達(dá)到強(qiáng)度就提前開放交通也是造成伸縮縫損壞的原因，因?yàn)榇藭r(shí)過渡段的錨固混凝土早已產(chǎn)生早期損傷。
3、預(yù)防收縮型裂縫的一般措施
一般預(yù)防措施，例如：（1）在混凝土初凝前，進(jìn)行二次振搗。可有效消除因塑性沉降引起的內(nèi)分層，改善骨科的界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的強(qiáng)度。（2）墩身的豎向裂縫預(yù)防。橋墩身的豎向裂縫預(yù)防，可從控制溫度、改進(jìn)設(shè)計(jì)和施工操作工藝、改善混凝土性能等 方面人手，可減少水泥用量降低混凝上的入模溫度，如避開高溫時(shí)段施工，對原材料降溫處理；降低水泥水化熱的溫升，如選用低水化熱的水泥減少水泥用量等，摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰加快 澆筑混凝土的散熱，如使用鋼模，分層澆筑混凝土，每層不大于 30cm，并使溫度分布均勻，在大體積混凝土中甚至還可預(yù)埋或利用一些管孔道通過冷水或冷風(fēng)降溫。（3）加強(qiáng)澆筑混凝土的表面保護(hù)。如表面需應(yīng)及時(shí)用草席、草袋覆蓋，并灑水或蓄水養(yǎng)護(hù)。夏天延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，寒冷季節(jié)爭取保溫措施，保護(hù)混凝土表面，特別是薄壁結(jié)構(gòu)延長拆模時(shí)間，可延緩降溫，使混凝土中心與表面溫度差減小，以防急劇降溫。
混凝土裂縫常見的修補(bǔ)方法，可選擇采用：樹脂灌注法、聚合物浸入法、釘合法、表面封閉法、灌漿法（普通水泥灌漿、聚合物灌注）、鉆孔嵌塞法、柔性密封法、粘貼法、附加鋼筋法、干嵌填法、迭合面層法。