《混凝土裂缝》word版

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1、混凝土裂缝摘　要:混凝土在建筑结构中应用广泛,作为道路桥梁的主要结构用材,由于荷载、温度问题等因素,容易产生开裂,从而降低混凝土的刚度,引起内部钢筋腐蚀,使建筑物达不到设计的要求,本文首先分析了混凝土裂缝产生的原因,进而对混凝土裂缝的控制提出了相应的建议。关键词:混凝土裂缝;载荷;应力一、引言混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、水泥混凝土具有刚度大、强度高、板体性好、使用寿命长、并且耐火性好、不易风化、养护费用低的优点,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土的抗拉能力差,在施工和使用过程中,因混凝土的材质和

2、施工工艺问题,或因荷载、温度问题等等因素,容易产生开裂,这将会降低混凝土的刚度,引起内部钢筋腐蚀,使建筑物达不到设计的使用耐久年限,从而严重影响混凝土的整体性能。本文试图从混凝土材料性能出发,对各类混凝土裂缝产生的原因进行分析,提出相应的防治措施,以求给广大工程技术人员在实践中带来借鉴和参考。二、混凝土裂缝成因分析(一)荷载引起的裂缝荷载裂缝由荷载引起。即混凝土桥梁在直接应力(常规静、动荷载,即外荷载)及次应力(外载引起的次生应力)作用下产生的裂缝。根据作用应力类型可分为直接应力裂缝和次应力裂缝两种。荷载裂缝多出现在受拉区、受

3、剪区或振动严重部位;但如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是截面尺寸偏小、结构达到承载极限的标志,是结构破坏的前兆,必须加倍注意并及时处理。1•直接应力裂缝。直接应力裂缝产生的原因有:(1)设计计算阶段,混凝土桥梁承载能力偏小,结构安全系数不够。主要是结构计算时有载荷漏项,或计算模型不合理,或结构受力假设与实际受力不符,或内力与配筋计算错误,或钢筋位置设置不当,或断面尺寸不足等等。(2)施工阶段,施工工艺或施工组织问题,引起直接应力增加。(3)使用阶段,超载使用或遇意外自然灾害。2•次应力裂缝。产生次应力裂缝的原因主

4、要有以下几方面:(1)在设计外荷载作用下,因桥梁结构的实际工作状态同常规计算有出入,会在某些部位产生次应力而导致结构开裂。(2)桥梁结构中经常需要凿槽、开洞等,在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。大量研究资料表明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中而引起桥梁结构件出现次生裂缝。另对长跨的预应力连续梁,经常在跨内要根据截面内力进行截断钢束并设置锚头,使用中发现在锚固断面附近易产生次应力裂缝。因此,在设计和施工中,对桥梁结构的转角处或构件形状突变处以及受力钢筋截断

5、处,应进行多重考虑和规范处理,以控制裂缝的产生。(二)温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩的性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形;若变形遭到约束,则在结构内部将产生应力;应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别于其它裂缝最主要特征是:裂缝会随温度的变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:(1)年平均温差引起的均匀温差。(2)日照引起的梯度温差。(3)水化热。(三)地基基础变形引起的裂缝由于基础竖向不均匀沉降或产生水平方向位移,使结构中产生的附加应力超出混凝土结构的抗拉能力,可导致结构开裂。基础

6、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,没有充分掌握地质情况就设计、施工,这是造成地基不均匀沉降的主要原因。(2)地基地质差异太大,建造在山区沟谷的桥梁,河沟处的地质与山坡处的地质变化较大,河沟中甚至存在软弱地基,地基土由于不同压缩性而引起不均匀沉降。(3)结构荷载差异太大,在地质情况比较一致的条件下,各部分基础荷载差异太大时,有可能引起不均匀性沉降。(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;或同时采用扩大基础,但基底标高差异大时,

7、均可能引起地基不均匀沉降。(5)分期建造的基础在原有桥梁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,新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结,均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。(6)地基冻胀在低于零度的条件下,含水率较高的地基土因冰冻而膨胀,一旦温度回升,冻土融化,地基下沉。因此,地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。(四)施工工艺质量引起的裂缝在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。比较典型的有以下几种:(1)混

8、凝土保护层过厚,或乱踩已绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的受力筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝;(2)混凝土不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或成为其它荷载裂缝的起源点。混凝土浇筑过快,或混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足