3 桥梁加固误区之三----发现裂缝就封堵
中交路桥技术有限公司总工程师鲍卫刚在谈到“注意各加固方法的使用环境和条件”时,指出“目前有一种值得进一步商榷的现象,即混凝土结构一旦出现一些裂缝,不论其是结构性裂缝还是非结构性裂缝,就想方设法地优先考虑采用粘贴纤维复合材料方法将其封闭起来,实则留下了更大的安全隐患”。
“发现裂缝就封堵”，犹如庸医看病“发现体温升高就吃退烧药”。体温升高是反映身体疾病的重要特征,引起体温升高的原因是极其复杂的,如果不分清红皂白的“发现体温升高就吃退烧药”,不但治不好病,还可能误疹,严重时是会害死人的。裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表,引起裂缝原因是极其复杂的,如果不加分析研究，“发现裂缝就封堵”不仅达不到预期的效果，还可能潜藏着突发性事故的危险。笔者认为：处理裂缝首先要了解裂缝,只有对裂缝的性质和危害有较深地理解, 才能做“对症下药”, 有针对应地制定处理方案, 达到预期加固效果。
3.1混凝土结构裂缝类型和成因[4]
混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、微裂缝的扩展而引起的。引起裂缝的原因很多，可归纳为结构性裂缝（又称为荷载裂缝）非结构性裂缝（又称非荷载裂缝）两大类：
(1) 结构性裂缝
结构性裂缝是由于结构受到外荷载的作用，导致混凝土内部产生的拉应力达 到混凝土极限拉强度，使混凝土产生的裂缝。对于桥梁工程中大一量采用受弯构件而言，结构性裂缝主要表现为弯曲裂缝和剪切裂缝两种形式：
① 弯曲裂缝
弯曲裂缝是指在弯矩作用下，因拉应力过大而产生的裂缝。一般出现在承受 弯矩较大梁段的受拉区，如简支梁跨中梁段下缘受拉区，连续梁跨中梁段下缘和支座处上缘的受拉区。对纵向受力钢筋配置较少的个别部分，也有可能因拉应力过大产生弯曲裂缝。对板梁桥（实心板梁，空心板梁）而言，由拉应力过大而产生的弯曲裂缝，一般表现为在板的跨中梁段底面出现若干条大致平行分布的横桥向裂缝。对T梁桥（或箱梁桥）而言，由拉应力过大而产生的弯曲裂缝，一般表现为在梁的跨中梁段的腹板（梁肋）上出现若干条大致平行布置，且与底面贯通的竖直裂缝.竖直裂缝在腹板（梁肋）上的延伸长度一般不超过梁高的一半。图中①所示的跨中截面附近下缘受拉区由拉应力引起的竖向裂缝，是最常见的结构性弯曲裂缝。在正常设计和使用情况下，裂缝宽度不大，间距较密，分布均匀。
② 剪切裂缝
剪切裂缝是指在剪力或剪力与弯矩共同作用下，因主拉应力过大在腹板（梁肋）两侧产生的斜裂缝，一般出现在承受剪力较大的支点附近截面及同时承受剪力和弯矩均较大的梁段。另外，梁的抗剪配筋薄弱处也可能出现剪切斜裂缝。
剪切斜裂缝的特征是在腹板（梁肋）两侧基本上对称布置，倾斜角度为30～50°，倾斜方向与主压应力迹线方向一致（即与斜筋布置方向相垂直）,大致在梁高一半处裂缝宽度最大。靠近支点附近截面的斜裂缝向下延伸长度不大，一般不与底面贯通。跨径内梁段，受弯 矩的影响较大，斜裂缝向下延伸长度较大，有可能与底面贯通，形成弯剪斜裂缝。
(2)非结构性裂缝
混凝土的非结构性裂缝根据其形成的时间可分为：混凝土硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝。非结构性裂缝的产生受混凝土材料组成、浇筑方法、养护条件和使用环境等多种因素影响。工程中常见的非结构性裂缝有：收缩裂缝、温度裂缝、锈胀裂缝和碱骨料反应引起的裂缝等。
调查资料表明[27]，在两类裂缝中以变形引起的裂缝占主导的约占80%，以荷载引起的裂缝占主导的约占20%，有时两类裂缝融在一起两类裂缝有明显的区别，危害效果也不相同。
3.2裂缝分析是裂缝危害性评定、裂缝修补和加固的依据。
对裂缝原因的分析是裂缝危害性评定、裂缝修补和加固的依据，若对裂缝不经分析研究就盲目进行处理，仅达不到预期的效果，还可能潜藏着突发性事故的危险。
混凝土结构裂缝分析是非常复杂的问题。首先应区分结构性裂缝与非结构性裂缝，对结构性裂缝的判断，应以结构受力分析为基点，综合考虑结构设计、施工和养护管理情况的影响，找出产生裂缝的受力机理；对非结构性裂缝的判断，应综合考虑结构施工和使用期间环境因素影响和材料组成分析及构造细节处理情况。在实际工程中有些裂缝是由多种因素综合作用产生的，应特别注意综合考虑具体分析。
(1)结构性裂缝的处理
对结构性裂缝的处理,首先应依据裂缝的危害程度,采取不同的处理方法。众所周知,对钢筋混凝土结构而言,在使用荷载作用下,出现规则的结构性裂缝是正常的,只要裂缝宽度小于规范规定的限值是允许的，对于这种情况一般可不做处理。钢筋混凝土结构出现的结构性裂缝宽度过大,预示结构的承载力不足；预应力混凝土结构出现的结构性裂缝,预示结构的预应力不足,结构抗裂性和承载力下降。对于这种情况,首要的问题是如何进行加固补強,提高结构承载力,确保结构的安全运营。对宽度较大的结构性裂缝单纯采用粘贴碳纤维布方法进行封堵,对提高结构承载力的作用是十分有限的,解决不了承载力不足问题, 更为严重的是后粘贴碳纤维布掩盖了裂缝的发展,潜藏着生发突性事故的危险。
(1)非结构性裂缝的处理
加固工程中常见的非结构性裂缝有：收缩裂缝、锈胀裂缝和碱骨料反应引起的裂缝等。
① 混凝土收缩裂缝处理
混凝土收缩裂缝是不可避免的,但是其危害程度是可以通过采用构造和施工措施加以控制的。对己出现的收缩裂缝,应依据不同的裂缝宽度采用不同处理方法:对宽度大于0.4mm的裂缝和局部破损，可采用含有水泥基渗透结晶型防水材料的半干料团（可添加适当的粒料）填满裂缝和局部缺陷空穴压，然后再在其上涂刷一遍防水涂料;对于裂缝宽度小于0.4mm的裂缝，可采用局部涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的办法进行封堵。
② 锈胀裂缝处理
锈胀裂缝是指钢筋腐蚀后，由于腐蚀体积物体积膨胀作用产生的顺筋裂缝。对锈胀裂缝的处理,首先应对造成钢筋腐蚀的原因进行判断分析, 应特别注意从造成钢筋腐蚀的源头上采取措施，预防此类问题的再发生。
过渡墩柱和盖梁钢筋锈胀裂缝处理的基本思路是:从改进伸缩缝设计入手,采用综合措施，从源头上解决钢筋腐蚀问题。主要措施是：
① 除锈封缝处理 凿除裂缝周边的破损混凝土,清除钢筋上的浮锈,在钢筋上涂抹阻锈剂,然后用含有水泥基渗透结晶型防水材料的半干料团（可添加适当的粒料）填满裂缝和局部缺陷空穴。
②改进伸缩缝的结构设计，提高伸缩缝的止水性，必要时在伸缩缝的下面设置引水板，将漏水引到盖梁和墩柱的外面。
③ 过渡墩盖梁顶面设置防水层，并设置双向排水横坡，防止水份在盖梁顶面 堆积。在盖梁台帽的底面设置“滴水”(或挡水板)，防止漏水沿墩柱表面流敞。
结 束 语
上述桥梁加固中存在的三个问题带有普遍性,特别是担负大量中、小桥养护、维修与管理的基层单位,技术力量薄弱,存在的问题更为严重。解决这一问题，必须从加强对桥梁加固设计特殊性的认识和加固作用机理分析入手，提高工程技术人员和领导决策层的理论认识水平。理性认识才能认清事物的本质，清晰而明确的解决问题的思路是科学决策的基础。
寄希望那些有远见卓识的领导者、企业家和工程技术人员的共同努力，把我国桥梁加固事业提高到更加理性化的新水平。  

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