铁路客运专线箱梁梁体混凝土开裂原因分析与控制

《铁路客运专线箱梁梁体混凝土开裂原因分析与控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第13卷第2期石家庄铁路职业技术学院学报VOL．13No22014年6月JOURNALOFSHIJIAZHUANGINSTITUTEOFRAIUAYTECHN0L0GYJun．2014铁路客运专线箱梁梁体混凝土开裂原因分析与控制张士彩(石家庄铁道大学河北石家庄050081)摘要：统计目前铁路客运专线箱梁梁体混凝土开裂的现状，分析开裂的主要原因，介绍箱梁梁体混凝土开裂的预防理念和具体措施。关键词：梁体混凝土开裂原因分析控制措施中图分类号：U414文献标识码：A文章编号：1673-1816(2014)02．0037—031引言随着我国铁路建设事业的发

2、展，高性能混凝土已经在各铁路项目普遍采用。特别高速铁路和铁路客运专线的箱梁施工，采用的都是高性能混凝土。在近几年的箱梁预制施工过程中，箱梁混凝土的开裂象成了各施工单位的质量通病。箱梁混凝土的开裂从发生的时间段划分，大致可分为早期开裂和后期开裂两大类。早期开裂是指在混凝土拆模前后，非外加荷载引起的混凝土的开裂；后期开裂是指混凝土自然养护以及以后的施工配套阶段，由于各种外界因素造成的混凝土开裂。由于混凝土的开裂会严重影响箱梁的耐久性，导致不能实现高性能混凝土耐久性的指标。控制箱梁混凝土开裂就成了各箱梁预制场质量控制工作的重点。2箱梁混凝土开裂病害现状

3、根据统计，箱梁混凝土早期开裂部位主要是箱梁顶底板上表面、箱梁两端腹板与顶底板的交角处，开裂形式主要表现为两种：(1)混凝土表面开裂，主要存在于箱梁顶、底板上表面。(2)混凝土截面的半通透裂缝，主要存在于箱梁两端腹板与顶底板的交角处；箱梁的后期开裂主要是箱梁表面的龟裂及箱梁沿预应力管道的纵向裂缝。3箱梁裂缝因素的作用机理根据目前高性能混凝土相关科研研究，造成高性能混凝土开裂的主要有以下因素：混凝土温差收缩、混凝土塑性收缩、混凝土干缩以及冻胀等因素。对预制箱粱而言，混凝土温差收缩引起开裂是指由于箱梁各部混凝土在硬化过程中不同区域温度不同、拆模后环境造

4、成箱梁混凝土表面和芯部温度不同而引起相邻混凝土膨胀收缩的数值不同，收稿日期：2014-03—17作者简介：张士彩(1969一)，女，河北石家庄人，高级工程师，研究方向高速铁路桥梁施工技术。37石家庄铁路职业技术学院学报2014年第2期进而在相邻混凝土单元见产生温度拉应力，当此应力值超过混凝土本身的抗拉极限，混凝土就会开裂；混凝土塑性收缩是指混凝土终凝前，其中的水份因蒸发、水化而不断减少，这部分水份不可能及时从外界得到补充，从而使混凝土体系体积减少，当混凝土体系体积变化受到约束时，就会产生拉应力，此拉应力超过混凝土本身的承受极限，混凝土就会开裂：混

5、凝土的干缩是指混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝；冻胀是箱梁混凝土内残存的水分在寒冷季节，来不及被吸收，而被冻结，造成混凝土局部开裂。4造成箱梁混凝土开裂的主要原因箱梁的顶、底板上表面终凝前的开裂主要是由于混凝土塑性收缩引起；蒸汽养护过程中出现的裂缝主要是由于混凝土表面与芯部温差太大，即混凝土从表面到芯部

6、的温度变化梯度过大(超过l5。C)，或是拆模时梁体表面温度和环境温度温差太大(超过l5。C)，致使温差收缩超过混凝土自身耐受程度而引起。主要存在于箱梁两端腹板与项底板的交角处的半通透裂缝，主要是由于箱梁蒸汽养护阶段，蒸汽供应不均匀、覆盖措施不到位，造成梁端混凝土表面和心部温度差超过l5。C；或拆模时梁端混凝土表面和环境温差温差没有控制在l5。C以内造成的。在箱梁的蒸汽养护过程中，如果供热不合理，加上箱梁各部混凝土存在不同的自然临界面，造成箱梁各部的水化速度、内部温度不可能完全一致，这种不一致就会造成一定大小的温度应力存在。在温度变化较大的相邻区域

7、就容易造成温度拉应力超过混凝土实时抗拉强度极限，混凝土就会开裂。由于这种温度变化是箱梁不同区域间的，造成的裂缝也就往往是彼此区域问的贯通裂缝。在箱梁蒸养过程中和拆模后，两端的环境相对更易受环境因素干扰，所以这种贯通裂缝就经常出现在两端。拆模后的自然养护阶段，箱梁各表面出现的浅表龟裂裂缝是由于混凝土干缩引起的，主要是因为自然养护阶段养护措施不到位，如洒水不及时、洒水不全面、专用养护剂不合格等。对于高寒地区，冬季施工措施不到位，造成箱梁压浆的冻胀是箱梁沿预应力管道的纵向裂缝产生的主要原因。5箱梁混凝土开裂的预防措施5．1针对温度收缩现象主要采取以下措

8、施预防(1)采用低水化热的混凝土配比混凝土选配过程中，在满足混凝土强度、耐久性、坍落度等综合性能指标的前提下，减少单位体积混凝土中水泥用