铁路预应力混凝土箱梁裂缝成因及对策研究

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1、铁路预应力混凝土箱梁裂缝成因及对策研究摘要：预应力混凝土箱梁冇害裂缝的存在，会威胁到结构安全，降低结构的使用寿命，严重影响结构物的耐久性。文中分析了裂缝分类及产生原因，并阐述裂缝防治措施。关键词：预应力混凝土箱梁；裂缝；成因；对策Abstract:Harmfulcracksinprestressedconcreteboxgirder,wouldthreatenthesafetyofthestructure,reducetheservicelifeofthestructure,andseriouslyaffectthedurabilityofthestr

2、ucture・Thispaperanalyzesthecausesofcracksandtheclassification,andthecrackcontrolmeasures・Keywords:prestressedconcreteboxbeam;crack;cause;countermeasure中图分类号：U416.216+.1•般情况下，混凝土结构均是带裂缝工作，但若裂缝超过限值，不仅会影响工程的外观质量，还会降低抗渗和抗冻能力，并会导致钢筋锈蚀，影响结构物的耐久性。特别对于铁路桥梁，活荷载较大，裂缝对结构安全的影响更大，因此，研究混凝土箱梁裂

3、缝类别、成因及对策，是十分必要的。预应力混凝土箱梁裂缝现象预应力筋锚固处的裂缝通常发生在梁端或预应力筋锚固处，裂缝比较短小。发牛在梁端时多与钢丝束方向一致，在锚固处时与梁纵轴多呈30。~45。/（Jo在运营初期有所发展，但不严重，以后会趋于稳定。这种裂缝主要山于端部应力集中,混凝土质量不良所致。腹板收缩裂缝大多在脱模后2〜3人内发牛，裂缝通常从上梁肋到下梁肋，整个腹板裂通，宽度一般为0.2〜0・4mn）,施加预应力后大多会闭合。这种裂缝多为混凝土收缩和温差所致，如极低的外界温度，混凝土未保温养生等，使应力分布不均。悬臂梁剪切裂缝剪切裂缝出现在腹板上，看

4、起来近似按45。角倾斜，一般出现在支点与反弯点之间的区域。剪切裂缝产生的主要原因是：预应力不足;超载的永久荷载；二次应力；温度作用等；此外，设计中缺乏对多室箱梁腹板内剪力分布的认识，设计时未考虑横截面的实际变形，没有重复检算力筋截断处的左右截面受力情况等，也可导致此类裂缝的出现。悬浇箱梁锚固后接缝中的裂缝悬浇箱梁在连续力筋锚固齿板后面的底板内会产生裂缝，并有可能向着腹板扩展，裂缝与梁纵轴呈30°〜45。角。产生这种裂缝的原因是山于预应力筋作用面积小，产生的局部应力过大，或者由于顶底板中力筋锚具之间水平方向错开的距离太小等。底板裂缝箱梁底板上发生不规则裂

5、缝，是由于腹部与底板受力不均所致。箱梁弯曲裂缝混凝土抗拉能力不足，会导致箱梁弯曲裂缝的产生。在节段浇筑箱梁中，一般出现在接缝内或接缝附近，梁底裂缝可达0・l、0・2mm。弯曲裂缝一般很小，结构不受损伤，但在荷载反复作用下（汽车动力荷载及温度梯度）裂缝有可能会扩大。连续梁弯曲裂缝在连续梁中，正弯矩区的梁底部和负弯矩区的顶部可能发现这种裂缝。弯曲裂缝主要是由于混凝土抗拉能力不足引起的。预应力梁下翼缘的纵向裂缝这种裂缝为预应力梁中最严重的一种裂缝，多发生在梁端第一、二节间的下缘侧面及梁底，或腹板与下翼缘交界处，少数发生在腹板上。这种裂缝一般处于最外的一排钢丝

6、束部位，宽度为0・05〜0・lnmi・。产生原因是由于下翼缘受到过高的纵向压力，保护层太薄或混凝土质量不好所致。裂缝分类预应力混凝土箱梁裂缝大致可分为两类[1],一类是由外荷载引起的裂缝，也称结构性裂缝或受力裂缝，表示结构承载力可能不足或存在严重问题，对设计荷载进行全面考虑可以防止裂缝的产生；另一类裂缝是由变形引起的，也称非结构性裂缝，指变形得不到满足，在构件内部产生自应力，当该自应力超过混凝土允许应力时，引起混凝土开裂。混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计，施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右，材料质量差或配合

7、比不合理产生的裂缝占15%左右，设计不当引起的裂缝可能占5%。结构性裂缝成因结构性裂缝可分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：（1）设计阶段：计算模型不合理，结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够；结构计算漏项；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；结构设计时未考虑施工的可能性；设计图纸交代不清等。（2）施工阶段：不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸

8、施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。（3）使用