鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因和對(duì)策探究

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1、鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因和對(duì)策探究　　摘要：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁有害裂縫的存在，會(huì)威脅到結(jié)構(gòu)安全，降低結(jié)構(gòu)的使用壽命，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物的耐久性。文中分析了裂縫分類及產(chǎn)生原因，并闡述裂縫防治措施。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；裂縫；成因；對(duì)策Abstract:Harmfulcracksinprestressedconcreteboxgirder,wouldthreatenthesafetyofthestructure,reducetheservicelifeofthestructure,andseriouslyaffe

2、ctthedurabilityofthestructure.Thispaperanalyzesthecausesofcracksandtheclassification,andthecrackcontrolmeasures.Keywords:prestressedconcreteboxbeam;crack;cause;countermeasure中圖分類號(hào)：U416.216+.112一般情況下，混凝土結(jié)構(gòu)均是帶裂縫工作，但若裂縫超過(guò)限值，不僅會(huì)影響工程的外觀質(zhì)量，還會(huì)降低抗?jié)B和抗凍能力，并會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕，影響結(jié)

3、構(gòu)物的耐久性。特別對(duì)于鐵路橋梁，活荷載較大，裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響更大，因此，研究混凝土箱梁裂縫類別、成因及對(duì)策，是十分必要的。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫現(xiàn)象預(yù)應(yīng)力筋錨固處的裂縫通常發(fā)生在梁端或預(yù)應(yīng)力筋錨固處，裂縫比較短小。發(fā)生在梁端時(shí)多與鋼絲束方向一致，在錨固處時(shí)與梁縱軸多呈30°~45°角。在運(yùn)營(yíng)初期有所發(fā)展，但不嚴(yán)重，以后會(huì)趨于穩(wěn)定。這種裂縫主要由于端部應(yīng)力集中，混凝土質(zhì)量不良所致。腹板收縮裂縫大多在脫模后2~3天內(nèi)發(fā)生，裂縫通常從上梁肋到下梁肋，整個(gè)腹板裂通，寬度一般為0.2~0.4mm，施加預(yù)應(yīng)力后大多會(huì)閉合

4、。這種裂縫多為混凝土收縮和溫差所致，如極低的外界溫度，混凝土未保溫養(yǎng)生等，使應(yīng)力分布不均。懸臂梁剪切裂縫剪切裂縫出現(xiàn)在腹板上，看起來(lái)近似按45°角傾斜，一般出現(xiàn)在支點(diǎn)與反彎點(diǎn)之間的區(qū)域。剪切裂縫產(chǎn)生的主要原因是：預(yù)應(yīng)力不足；超載的永久荷載；二次應(yīng)力；溫度作用等；此外，設(shè)計(jì)中缺乏對(duì)多室箱梁腹板內(nèi)剪力分布的認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮橫截面的實(shí)際變形，沒(méi)有重復(fù)檢算力筋截?cái)嗵幍淖笥医孛媸芰η闆r等，也可導(dǎo)致此類裂縫的出現(xiàn)。懸澆箱梁錨固后接縫中的裂縫12懸澆箱梁在連續(xù)力筋錨固齒板后面的底板內(nèi)會(huì)產(chǎn)生裂縫，并有可能向著腹板擴(kuò)展，裂縫與

5、梁縱軸呈30°~45°角。產(chǎn)生這種裂縫的原因是由于預(yù)應(yīng)力筋作用面積小，產(chǎn)生的局部應(yīng)力過(guò)大，或者由于頂?shù)装逯辛铄^具之間水平方向錯(cuò)開(kāi)的距離太小等。底板裂縫箱梁底板上發(fā)生不規(guī)則裂縫，是由于腹部與底板受力不均所致。箱梁彎曲裂縫混凝土抗拉能力不足，會(huì)導(dǎo)致箱梁彎曲裂縫的產(chǎn)生。在節(jié)段澆筑箱梁中，一般出現(xiàn)在接縫內(nèi)或接縫附近，梁底裂縫可達(dá)0.1~0.2mm。彎曲裂縫一般很小，結(jié)構(gòu)不受損傷，但在荷載反復(fù)作用下（汽車動(dòng)力荷載及溫度梯度）裂縫有可能會(huì)擴(kuò)大。連續(xù)梁彎曲裂縫在連續(xù)梁中，正彎矩區(qū)的梁底部和負(fù)彎矩區(qū)的頂部可能發(fā)現(xiàn)這種裂縫。彎

6、曲裂縫主要是由于混凝土抗拉能力不足引起的。預(yù)應(yīng)力梁下翼緣的縱向裂縫12這種裂縫為預(yù)應(yīng)力梁中最嚴(yán)重的一種裂縫，多發(fā)生在梁端第一、二節(jié)間的下緣側(cè)面及梁底，或腹板與下翼緣交界處，少數(shù)發(fā)生在腹板上。這種裂縫一般處于最外的一排鋼絲束部位，寬度為0.05~0.1mm.。產(chǎn)生原因是由于下翼緣受到過(guò)高的縱向壓力，保護(hù)層太薄或混凝土質(zhì)量不好所致。裂縫分類預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫大致可分為兩類[1]，一類是由外荷載引起的裂縫，也稱結(jié)構(gòu)性裂縫或受力裂縫，表示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴(yán)重問(wèn)題，對(duì)設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行全面考慮可以防止裂縫的產(chǎn)生；另一

7、類裂縫是由變形引起的，也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫，指變形得不到滿足，在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力，當(dāng)該自應(yīng)力超過(guò)混凝土允許應(yīng)力時(shí)，引起混凝土開(kāi)裂?；炷亮芽p形成的原因非常復(fù)雜，往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，施工不規(guī)范造成的混凝土裂縫占80%左右，材料質(zhì)量差或配合比不合理產(chǎn)生的裂縫占15%左右，設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的裂縫可能占5%。結(jié)構(gòu)性裂縫成因結(jié)構(gòu)性裂縫可分為直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：（1）設(shè)計(jì)階段：計(jì)算模型不合理，結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不

8、符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠；結(jié)構(gòu)計(jì)算漏項(xiàng)；設(shè)計(jì)斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)未考慮施工的可能性；設(shè)計(jì)圖紙交代不清等。12（2）施工階段：不加限制地堆放施工機(jī)具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝；不按設(shè)計(jì)圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對(duì)結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等