摘 要：因裂缝引发的桥梁垮塌事故令人触目惊心、目不暇接： 305国道大辽河田庄台大桥垮塌、武夷山大桥垮塌、凤凰沱江大桥垮塌、九江大桥垮塌、吉林锦江大桥垮塌、江苏丹阳大桥瞬间垮塌。桥梁的裂缝绝对不可忽视，小小的裂缝往往会造成桥梁的瞬间倒塌。本文论述桥梁的裂缝产生原因并对相关的加固方法进行阐述。
关键词：桥梁；裂缝；产生；原因；加固；方法
前 言：曾经非常罕见的桥梁垮塌事故现在已经是屡见不鲜，桥梁垮塌事故多发已经成了桥梁的挥之不去的梦魇。几乎所有的桥梁在垮塌之前都出现过裂缝，但是却没有人认真分析裂缝产生的原因，更没有人对已经出现裂缝的桥梁进行加固，于是本不该发生的事故一刹那间就发生了：桥梁垮塌了！下面就从裂缝谈起逐一对其产生的原因加以论述：
1桥梁裂缝的种类及原因分析
几乎所有的桥梁在使用过程中经过一定时间都会或多或少有某些部位出现一些大大小小的裂缝。由于荷载、季节、风力、自然因素、地基沉降、地质变化等等因素共同影响就会在桥梁的表面、桥墩、桥侧等部位出现裂缝。出现任何一条裂缝都应马上分析其原因，并及时采取相应措施。通常桥梁出现的裂缝有以下几种类型：
1.1荷载引起的裂缝
桥梁在荷载下（自重荷载或承重荷载）钢筋拉应力的拉力与抗弯折力会因荷载产生变化，这种变化往往会出现在桥梁的截面上。此外，钢混结构还会因荷载而承受剪力与扭矩力。荷载裂缝是完美设计、完美施工情况下不会出现的，因为桥梁在设计建造时已经预先计算好了荷载。荷载裂缝主要分为直接应力裂缝与次应力裂缝。
1.1.1直接应力裂缝
即指来自桥梁上部荷载或地基沉降导致相邻两桥墩高差等而产生直接应力造成的裂缝。其产生原因较为复杂：
（1）设计计算阶段
桥梁在设计阶段由于其过程极为繁杂，因此设计人员非常容易出现漏算的情况或者是应力模型不正确的情况；此外设计的桥梁结构受力假设一旦与现实的受力状况不相符；荷载未做适度超前量计算；荷载少算或漏算；应力及配筋计算有误；未预加超前量的结构安全系数；结构设计未兼顾具体施工的可操作性；断面设计不足；钢筋未做超前量设计或钢筋布设有误；整体桥梁结构设计刚度不足；构造未做科学处理；图纸交底不细致等。
（2）施工阶段
施工机具过度接近桥墩引起沉降，材料堆放未远离桥墩；未严格按照图纸施工；未严格按照图纸规定的顺序施工致使结构受力模式被破坏；结构未经试验就匆忙进行下一道工序。
（3）使用阶段
车辆超载；车船等的碰撞；自然因素等。
1.1.2次应力裂缝
次应力裂缝即指桥梁结构中的各种桁架结构未能满足设计中的假定条件而致使杆件产生弯曲的轴向应力导致的裂缝。通常的次应力裂缝主要表现在以下几个方面：
（1）设计与实际不完全相符
设计的荷载与实际出现的情况会有些出入，在这种出入加大的情形之下，就会出现次应力裂缝。
（2）由于在建造桥梁的过程中在桥梁的结构上还要进行钻洞、开槽等工序因此，这些操作势必会或多或少改变次应力。
1.2温度变化引起的裂缝
由于混凝土等施工材料的热胀冷缩，在季节变化的时候，其内外温度差异过大就会出现不可避免的裂缝，所以某些聪明的设计师与工程师就会把混凝土设计成钢筋应力的空心结构，中间设置通风孔，以避免裂缝。
（1）年温差
年温差尤其是在北方特别明显，虽然这种温差变化较慢但是对桥梁的影响依然较大。
（2）日照
日照的威力其实非常大，我们如果在日照下曝晒一会就会发现，日照的部位即使是冬天也会非常热，这种桥面受热，内部较冷就会出现裂缝。
（3）骤然降温
骤然降温的情况由于近年整体气候反常而较为常见。这种骤然降温对于桥梁是大敌。
（4）水化热
水化热是指水泥在浇筑以后的数日之内，其内部会产生较高的温度，而如果外部的温度较低就会出现裂缝。
（5）蒸汽养护
冬季施工时使用蒸汽养护，但是由于蒸汽的热效应不均，易出现内热外冷的裂缝。
1.3 收缩引起的裂缝
由于混凝土在凝结过程中会出现塑性与缩水性收缩。因此，如果搅拌不均匀或者振捣不适当就会出现裂缝。收缩性裂缝的主要原因如下：
（1）水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾水泥混凝土收缩性较低。
（2）骨料品种。
骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩，角亲岩等吸水率较大、收缩性较高。
（3）水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝收缩越大。
（4）外掺剂。外掺剂保水性越好，混凝土收缩越小。
（5）养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。
（6）外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。
（7）振捣方式及时间过长或过短都会发生收缩裂缝。
1.4地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，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂，基础不均匀沉降的主要原因有：
（1）地质勘察精度不够、试验资料不准致使勘察报告不能充分反映实际地质情况。
（2）地基地质差异太大由于不同压缩性引起不均匀沉降。
（3）结构差异太大，箱涵可能开裂。
（4）结构基础类型差别大。同一联桥梁中，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时也可能引起地基不均匀沉降。
（5）分期建造的基础，基础附近新建桥梁时，如分期修建的高速公路左右半幅桥梁，新建桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结。
（6）桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。
（7）桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大。
1.5钢筋锈蚀引起的裂缝
混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受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，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2倍-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。
1.6施工材料质量引起的裂缝
配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。
（1）水泥
水泥安定性不合格；
水泥出厂时强度不足。
（2）砂、石骨料砂石的粒径、级配、杂质含量影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大。
（3）拌和水及外加剂
拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。
2 裂缝修补必要性的判定
钢筋混凝土结构中，受拉钢筋的应变总是大大超过砼的极限拉伸应变，裂缝产生不可避免。
3 裂缝修补的方法
裂缝修补的常用方法主要有表面封闭修补法、压力灌浆修补法、表面粘贴钢板法等方法，在实际运用时应根据不同的情况进行判定。
3.1水泥灌浆法
水泥灌浆法所采用的材料为标号不低于425号的普通水泥，水泥浆液通过砼中用不同方法钻成的孔眼灌入裂缝中。
3.2化学灌浆法
采用化学材料灌浆修补结构裂缝，可以大大改善灌浆材料的可灌性能，并可灌入0.3mm或更细小些的裂缝，施工机械简单操作简便，补强效果好，在桥梁结构裂缝病害处理中得到广泛应用。
3.3灌浆工艺
（1）水泥灌浆施工工艺。分为裂缝检查及处理、钻孔及清孔、止浆或堵漏处理、压水（风）试验、灌浆、封孔及质量检查六个工序。
（2）化学灌浆工艺与水泥灌浆的施工工艺基本相同，具体做法上有所差异，主要也分为六个施工步骤：首先是对裂缝进行检查和清理，并对修补部位进行详细检查和记录。
（3）化学灌浆与水泥灌浆在施工工艺上的主要区别是在施工时需埋设喷嘴，用于喷入化学灌浆材料和排出裂缝内的空气，喷嘴的布置原则是宽缝稀、窄缝密。
结束语
加固施工工艺相对较复杂，要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究。及时发现和处理问题，以延长桥梁的使用寿命，保证行人和行车的安全。为现代交通运输服务,为国家带来巨大的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1].《公路桥涵养护规范》JTG H11-2004
[2].《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004.
[3]邱式中，桥梁施工控制技术[J]预应力技术，2008年6期