混凝土梁断裂原因分析

混凝土Ｔ型梁裂缝成因分析及防治对策　王先玮　．　范文东　．　韩　庆。０　１中铁十五局集团贵州中铁路桥工程有限公司（５５８００４）２长安大学公路学院（７１００６４）　３长安大学材料科学与工程学院（７　１００６４）４商丘职业技术学院汽车建筑工程系（４７６０００）　摘　要：混凝土Ｔ型梁在使用过程中会产生各类病害，其中裂缝是最常出现的问题，本文介绍了Ｔ型梁产生　各种裂缝的成因．并针对裂缝成因提出相应的防治对策。　关键词：混凝土梁：裂缝；分析；防治　０概述　混凝土Ｔ型梁裂缝就是结构表面或结构内部出现细小　的开裂　混凝土裂缝产生的原因较为复杂，有荷载的原因，　有外界环境的原因，也有施工方法及施工条件造成的原因。　裂缝影响Ｔ型梁的可靠性与耐久性，Ｔ型梁体裂缝被列为第　一大防治缺陷　１裂缝的种类　按裂缝位置分为表面裂缝和内部裂缝；按成因分为荷载　裂缝和非荷载裂缝。不同施Ｔ方式及条件也会由于施工不当　产生各种裂缝．如梁的存放、移动、吊装、钢筋绑扎、施］＿的模　板、振捣、养护等造成的裂缝，吊装架设过程中受其他外力或　撞击造成的裂缝等。此外。还有因环境因素产生的裂缝。　２裂缝产生的原因　‘　２．１内因　１）ｆ缩变形引起的裂缝：高水灰比高强混凝土初凝后会　因水泥继续水化而引发自收缩．当环境的相对湿度小于混　凝土内部的相对湿度时．混凝土内孔中的水分就会向外部　环境迁移，从而内部失水而引发ｆ燥收缩，此时混凝土的收　缩为早期自收缩和干燥收缩的总收缩，其大小都与混凝土早　期的孑Ｌ结构密切相关。其次，混凝土浇筑完成后，水泥水化热　释放大量的热量使混凝土内部由于温差产生温度应力从而　引起热收缩。由于混凝土受到约束，温湿的变化引起的｝昆凝　土冷热收缩在其开裂前并没有完全以应变的形式表现出来，　而是在混凝土内部产生拉应力．托应力的大小与此时混凝土　的弹性模量有关。　２）混凝土配合比引起的裂缝：ＸＣ于高强度的混凝土，水　灰比越大，收缩越大，抗裂能力也越差，故宜选用较小水灰　比；　水灰比不变时，应尽可能减少用水量，降低水泥用量，　减少收缩，提高抗裂能力。同时还要注意选择细度合适的水　泥，选择有利于抗裂的矿物掺合料、外加剂及采用适宜掺量。　２＿２外因　有的Ｔ型梁混凝土断面尺寸不够，受力钢筋不足，混凝　土标号偏低。当截面正应力超限时，裂缝出现在正弯矩下缘　及负弯矩　缘，其特点是从一侧横向延伸到全截面贯通，严　重时Ｆ耳沿腹板垂直上升．分布集中的弯矩附近。当主拉应力　超限时裂缝的特点是南腹板中部向上、下缘延伸，且大致呈　４５。方向：或者由于结构配筋不　，腹板的构造钢筋密度不够　产生纵向裂缝。　由于施工不当造成的裂缝有：施　ｒ支架的不均匀，支架　施工的混凝土结构在混凝土初凝后．支架凶压实而沉降，造　成底板裂缝的产生，并延伸人腹板，大体卜横向较多，跨中　稍密。现场预制中，因施工条件的限制以及施一Ｔ＝中存在的多　种不规范因素．致使预应力Ｔ梁均ｍ现不同程度的裂缝。　３裂缝防治对策　３．１设计方面　设计方面：梁体设计要注重构造没汁，通常粱体结构在　其构造上沿梁的纵横两方向是变化的。在粱的纵向截面变　化处．梁的横截面腹板与上翼缘及马蹄形下翼缘的交接处等　部位存在着明显的水化热温差及收缩差，从而较易导致这些　部分的表面裂纹，同时以往没计实例中梁体卜翼缘拉应力超　过混凝土的极限抗托强度而开裂。因此为防止裂缝，在设计　巾除对上翼缘拉应力进行适当控制外，住梁体构造上应避免　断面的局部削弱，以免造成应力集中　在台座设计时，地基承载力考虑偏大，在旱季测试的地　基承载力，到雨季地基土饱水后，细粒土的地基承载力下降；　有时养护用水浸泡台座，也会引发地基承载力下降。它的特　征是裂缝从梁底部开始，一直延伸到腹部或马蹄上，中间地　基沉陷时．裂缝发生在梁长的中部。两端沉降时发生在距梁　端的ｌ／４～１／３范嗣内。它的预防措施是：在设计台座时，地基　承载力按在饱水状态下或其它最不利状态下的承载力计　算．混凝土台座中心须设计足够抗弯托能力的钢筋，防止台　座断裂，若台座已经沉陷时，应进行台座加同处理，可以采　取分段扩大基础，然后用Ｃ２０膨胀混凝土加钢筋网片回填。　裂缝处理：可采取环氧树脂砌浆法补强．补强后的梁必须做　静载抗裂试验，观察裂缝是否在受力状态下产生裂变，若裂　缝扩大，该片梁就判定为废品。若静载试验合格，须经过有　关专家认可才可朋于架梁。　３＿２施工方面　对于表面裂缝处理：沿裂缝走向川人Ｔ凿一条３～５　Ｃｌｎ　的坎口，用高压压注环氧砂浆的方法，施＿ｒ　时根据裂缝宽度　的大小，合理调整灌注压注胶液，从下到上的顺序进行灌注　施工　２７　。ｌｌ　一＿ｌ　＿　一～　＿　。ｌｌｌ—ｌｌｌ。ｌｌ—　一一　０ｌｌｌ一＿一＿一一ｌｌ——　一一—０＿　一＿＿一一　＿　—

0引言随着我国社会经济的不断发展和进步，各地区的基础交通建设得到了很好的支持，基础交通的发展能更好地带动国家的经济发展。在我们生活周围，会发现很多新建的铁路工程，而桥梁是铁路工程中必不可少的建设部分，它的建设让铁路连接更顺畅，促进完整铁路的修建。但是在铁路桥梁建设完毕后的使用过程中，常常会因为各种原因导致桥梁梁体受损，最终导致铁路桥梁垮塌的事件发生，最常见的就是混凝土裂缝的产生，这对人们的生活带来了很大的伤害。那么对于铁路桥梁梁体受损的现象，我们怎样才能尽量避免呢？事实上，只要在工程建设之间采取一定的措施和设计，铁路桥梁梁体受损的现象还是可以避免和控制的。在对混凝土裂缝产生原因的认识后，对施工过程进行严格的控制是解决裂缝最主要的原因；另外，在施工控制过程中还应该注意混凝土结构的变化和使用的环境，这些也会导致裂缝的产生，处理好桥梁中混凝土裂缝的产生，一方面可以延长桥梁的使用寿命，另一方面也减少了经济损失。1铁路桥梁梁体裂缝的种类常见的混凝土桥梁梁体裂缝的种类有：荷载引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、钢筋腐蚀引起的裂缝、施工材料引起的裂缝[2]。2铁路桥梁梁体裂缝产生的原因实际上，混凝土铁路桥梁结构引起裂缝的原因是复杂多变的，可能是多个因素共同造成的，文章主要对以下几种铁路桥梁梁体裂缝原因进行分析。2.1荷载引起的裂缝桥梁的荷载直接影响着桥梁的使用寿命，桥梁梁体的荷载主要由火车在桥梁上的运行和桥梁自身的重量造成。火车是自重比较重的交通工具，加上运输的货品重量比较重，会对铁路桥梁造成很强的冲击，如果火车通过桥梁时的重量超出了设计时的最高荷载，那么桥梁就会因为荷载过高而产生裂缝[2]。那么出现这种现象如果得到及时控制和解决，桥梁长期的负载运行就会导致裂缝更为严重，并且不断扩大。目前，常见的桥梁裂缝主要包括弯曲型、扭曲型和断裂型等多个类型。2.2温度变化引起的裂缝对于混凝土结构的桥梁来说，当外部温度和内部温度温差过大，混凝土桥梁结构将会发生变化，混凝土抗拉能力到达最大值就产生了温度裂缝，引起温度变化的主要因素如下。2.2.1温差的变化一年内四季的温度是不一样的，并且变化非常大，特别是冬季和夏季，桥梁结构受到不同温度的影响导致结构的变化和限制，最终引起温度裂缝。2.2.2暴晒铁路桥梁桥面和其他表面部分是最容易产生裂缝的，因为它们受到太阳的直接暴晒，导致温度高于其他部位的温度，桥梁温度分布不均匀，导致局部拉伸力变大，最终出现裂缝，暴晒是导致温度裂缝的主要原因之一。2.2.3水化热这种现象是出现在施工过程中的，桥梁在大面积的混凝土浇筑之后水泥遇水会释放很多热量，导致内部温度升高，混凝土内外温差过高，最终致使表面出现裂缝[3]。2.3钢筋腐蚀引起的裂缝在铁路桥梁的施工过程中，混凝土的施工质量不过关的话就会导致桥梁在使用过程中存在小裂缝，裂缝里面的钢筋受到会雨水和空气影响，产生腐蚀作用[3]。钢筋如果受到腐蚀就会增大其体积，撑开桥梁外围的混凝土结构，造成大裂缝的产生，这个过程是相互循环的，并且这是个恶性的循环过程。2.4施工材料引起的裂缝施工材料对于施工质量有直接的影响作用，所以施工材料的恰当使用对于桥梁裂缝产生有很好的控制作用。钢筋和混凝土是桥梁建设中最主要的材料，如果施工材料质量不过关就会导致桥梁的使用寿命减少，增加桥梁裂缝出现的概率；严重的还会造成工程事故的出现，由此可以看出施工材料的合理使用和优质选择对施工结构的影响的重要性。3铁路桥梁梁体裂缝控制及处理技术措施3.1对荷载的控制对桥梁荷载的控制应该从工程设计的初期阶段入手，在对桥梁进行设计的时候，相关技术人员应该对桥梁使用时承担的运输荷载进行调查和了解，掌握该路段火车运输情况，并且严格核算施工过程中使用材料的稳定性以及抗压性的相关数据；另外，在桥梁的设计过程中，支撑结构要单独设计，尽量不在结构中设计其他的部分，减少钢筋和混凝土的铁路桥梁梁体裂损原因分析和整治措施万乐山（上海铁路局上海工务段，上海200071）摘要院现目前，在各类建筑中使用最多的材料就是混凝土，它也是用途最广泛的建筑材料，不管是房屋的修建、道路的建设还是桥梁的修建都离不开混凝土材料。混凝土被用于各类建筑中是因为它拥有自己明显的优势：抗压性、可塑性和耐火性都比较强，但是它也有比较致命的弱点，就是抗拉性差，这是混凝土裂缝出现的主要原因[1]。在铁路桥梁的施工和竣工使用过程中，混凝土裂缝的产生会直接影响桥梁的质量以及桥梁的使用寿命，所以对混凝土裂缝产生的原因进行积极分析，并采取有效的防范措施和解决方法，对于铁路桥梁的发展是具有重要意义的。本文主要讨论和分析了混凝土铁路桥梁梁体裂损原因，尽量避免在铁路桥梁的建设中出现危害比较大的裂缝，造成桥梁质量的影响。希望通过本文的总结和分析，可以对铁路桥梁梁体裂损起到一定的防范作用，为基础交通建设提供更多的有利保证，促进我国经济建设的发展。关键词院铁路桥梁；梁体；裂损原因；整治措施中图分类号院U445文献标识码院A文章编号院1673-1069渊2017冤04-66-2工程建设

城市建筑┃施工技术┃URBANISM AND ARCHITECTURE┃CONSTRUCTION TECHNOLOGY

119 关于施工中混凝土裂缝产生原因及措施的分析

Analysis on the Reasons and Measures of Concrete Cracks in Construction

■ 洪东东 ■ Hong Dongdong

[摘 要] 在工程项目施工中，混凝土开裂是一种常见的技术

问题。如果不能合理地采取一些正确的施工方法和有效的

控制措施，很容易造成混凝土的裂缝，影响结构的使用，

甚至造成结构的破坏。因此，混凝土的裂缝控制问题非常

重要。本文将分析混凝土裂缝产生的原因、机理，并提出

具体的防裂缝措施。

[关键词] 混凝土 裂缝 原因 措施

[Abstract] During the construction of the project, concrete cr-

acking is a common technical problem. If it is not reasonable

to take some construction method is correct and effective cont-

rol measures, it is easy to cause the crack of the concrete struc-

ture, use, or even cause structure damage. Therefore, control of

cracking in concrete is especially important. The paper analyz-

es the mechanism and causes of cracks in concrete, and puts f-

orward the concrete crack prevention measures.

普通钢筋混凝土梁裂纹的成因及整治　李胜利　（北京铁路分局建设项目管理部）　史秀梅　（清华大学建筑工程咨询公司）　【摘要】分析普通钢筋混凝土梁几种主要裂纹的成因、分布及其危害性，提出从设计、施＿Ｙ－　及使用三方面加强预防的措施，介绍几种裂纹的整治方法。　【关键词】钢筋混凝土梁　裂纹整治　三家店工务段管内共有各种类型的钢筋混　凝土梁２２５孔。随着桥梁使用时间的延长，列　车速度、密度的增大以及重载列车的开行，钢筋　混凝土梁病害不断增多，其中梁体疲劳破损日　趋严重，裂纹、掉块、露筋病害尤为突出。根据　调查统计，裂纹宽度大于０．２５　ｍｍ的钢筋混凝　土梁达４３孔，占总数的１９．１％，而且个别梁存　在着多处裂纹、掉块、露筋病害。这些病害的产　生严重影响了桥梁的使用寿命，亟待加以解决。　１　普通钢筋混凝土梁裂纹的成因　１．１网状裂纹　网状裂纹一般位于梁腹板表面处，产生的　主要原因为：①施工时水泥或单位用水量多，造　成混凝土收缩较大，使混凝土表面产生裂纹；②　养护环境湿度较小，水分蒸发及参与水化作用　消耗较多，加剧了混凝土收缩，从而产生裂纹；　③养护环境温度较低，使混凝土表面与内部收　缩不均匀或内胀外缩，混凝土表面受到很大的　拉应力而造成外部裂纹。这种裂纹多属表面龟　裂，对结构影响不大。　１．２下翼缘受拉区裂纹　下翼缘受拉区裂纹在跨中分布较密，主要　是由于梁体承受荷载产生挠曲所引起的。这种　裂纹在动荷载作用下变化不大，经过较长时间　的运营已趋稳定，但随着提速、重载列车的开　行，裂纹又有新的发展。　１．３横隔板裂纹、断裂　横隔板裂纹、断裂产生的主要原因是：①桥　一３６一　上线路偏心造成梁体偏载，支座不平造成梁体　扭转，使两片梁受力不均；②受两片梁相互问的　竖直剪力作用；③由于腹板断面在横隔板处剧　变而造成应力集中；④施工质量不佳。由于横　隔板混凝土是现场就地浇注的，板内连接角钢　或钢板也是工地焊接的，很难保证混凝土的施　工质量和钢材焊接除锈的质量。　１．４人行道悬臂裂纹　人行道长悬臂上平面顺梁长的纵向裂纹产　生的主要原因是：①列车的冲击振动；②设计布　筋较少；③钢筋设置位置过低。　１．５腹板竖向裂纹　腹板竖向裂纹产生的主要原因是：①混凝　土硬化时收缩较大；②动荷载作用。这种裂纹　是运营线上最常见、最严重的一种，梁的跨度越　大，裂纹越宽越长，多分布在跨间１／４跨长范围　内。　１．６腹板斜裂纹　腹板斜裂纹是钢筋混凝土梁最普遍的裂　纹，多分布在距支点１　ｍ至１／４跨度处。产生　的主要原因是：①梁在荷载作用下产生的主拉　应力作用；②混凝土在硬化过程中产生的收缩　作用；③荷载对梁产生扭转作用；④施工质量不　佳，造成混凝土强度降低。腹板斜裂纹的分布　与剪力分布相符，主要是由主拉应力作用造成。　１．７顺主筋方向的纵向裂纹　这种裂纹宽度较大，长度很长，危害性很　大。产生的主要原因是：①混凝土施工时为加　速混凝土的硬化过程、提高早期强度而加入氯　化钙作为早强剂。由于氯化钙的存在，水分渗　铁道建筑