混凝土梁范文10篇

混凝土梁范文篇1

（一）材料选择不当形成裂缝

混凝土主要是由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。主要表现在以下几点：水泥安定性不合格、强度不足、水泥受潮或过期，导致混凝土强度不足，从而引起混凝土开裂；砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和用水量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大；拌合水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。

（二）施工工艺质量导致的裂缝

在桥梁建设中，有相当一部分的钢筋混凝土桥梁的裂缝是由于施工方面的原因造成的，在混凝土结构构件制作、运输、安装过程中，施工工艺不合理、施工质量较低，容易产生各种形式的裂缝。在现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝；此外，模板刚度不足，接缝处理不当，保护层厚度不够或钢筋被扰动，模板漏浆，支撑下沉，拆模过早，初期受冻，初期养护不够，硬化前受振动或加荷，养护混凝土时内外温差过大等，都是施工过程中容易导致裂缝的原因。

（三）温度变化引起的裂缝

目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生弯化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力，温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢，引起温度变化的主要因素有：年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。如由于年温差对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝；而日照和居然降温则是导致结构温度裂缝的最常见原因，主梁或桥墩面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身的约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。此外，在施工过程中大体积混凝土浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内部温差太大，也容易致使表面出现裂缝。

二、混凝土桥梁裂缝的防治措施

（一）严格控制材料的选择

施工工艺的保证混凝土构件质量的关键。除施工的施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行，对原材料（钢筋、水泥、砂、碎石、水等）都应进行严格的抽样检验，要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥，在条件允许的情况下，尽可能采用普通水泥、火山灰水泥等收缩性较低的水泥，砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。要正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法，对膨胀剂应充分考虑到不同品种、不同掺量所起到不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。此外，配合比设计人员应深入现场，监督施工现场的浇捣工艺、操作水平、构建截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，对混凝土配合比应进行对比试验，在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作确保混凝土的施工质量。

（二）加强施工质量的控制

对施工质量的控制主要表现在以下几个方面：第一，浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，时间过短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉人底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易产生裂缝。应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。第二，混凝土的早期养护工作尤为重要，以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。混凝土灌注完，要立即罩上养护罩布，静养4h后通气进行养护，养护期间主要是控制好构件的湿润养护，养护时间为14d～28d，（三）温度的控制

对于这一类原因引起的裂缝，主要有以下控制措施：首先，改善骨科级配，采用于硬性混凝土，尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，加添加剂等措施以减少混凝土跌水泥用量，降低水化热。其次，在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间；高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。再次，规定合理的拆模时问，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化，施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施。最后，加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。

在工程实践中，混凝土桥梁产生裂缝很常见，对易出现裂缝的部位，通过施工过程的严格控制，尽可能地避免开裂或减少裂缝的数量，减少裂缝的长度和宽度，通过对裂缝的妥善处理，使裂缝不至于对结构产生危害，保证结构的正常使用。

参考文献：

[1]路明.混凝土桥梁裂缝产生的原因及预防控制措施[J].山西建筑.2007（4）

[2]岳克勤.混凝土桥梁裂缝的成因及防治建议[J].科技资讯.2007（7）

混凝土梁范文篇2

关键词：大体积混凝土裂缝

建筑裂缝分析一、裂缝简述：施工当中难免遇到裂缝的问题，一般人们首先想到的是结构问题，但也不全是这样。有时裂缝只是建筑表面的现象，它并不会影响结构的安全。二、裂缝的形成：（一）墙体裂缝：

1、沉降裂缝：

由于地基的不均匀沉降，使砖砌墙体表面产生一些不同性质的裂缝。由于砖混结构一般性裂缝（除严重开裂外）不危及结构安全和使用，往往容易被人们忽视，致使这类裂缝屡次发生，形成隐患。当地震及其他荷载作用下，容易引起提前破坏，所以应采取有效措施减少和防止裂缝的产生。

1）现象：

a、斜裂缝一般发生在纵墙的两端，多数裂缝通过窗口的两个对角，裂缝向沉降较大的方向倾斜，并由下向上发展。由于横墙刚度较大（门窗洞口较少），一般不会产生较大的相对变形，所以很少出现这类裂缝。裂缝多在墙体下部，向上逐渐减少，宽度下大上小，常常在房屋建成后不久就出现，其数量及宽度随时间而逐渐发展。

b、窗间墙水平裂缝。一般在窗间墙的上下对角处成对出现，沉降大的一边裂缝在下，沉降小的一边裂缝在上。

c、竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处，裂缝上宽下窄。当纵墙顶层有钢筋混凝土圈梁时，顶层中央顶部竖向裂缝则较少。

2）原因分析：

a、斜裂缝主要发生在软弱土地基上，由于地基不均匀下沉，使墙体承受较大的剪切力，当结构刚度较差，施工质量和材料强度不能满足要求时，导致墙体开裂。

b、窗间墙水平裂缝产生的原因是在沉降单元上部受到阻力，使窗间墙受到较大的水平剪力，而发生上下位置的水平裂缝。

c、房屋低层窗台下竖直裂缝，是由于窗间墙承受荷载后，窗台墙起反梁作用，特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下，窗台墙因反向变形过大而开裂，由于冻胀作用而在窗台处发生裂缝。

3）预防措施：

a、合理设置沉降缝。凡不同荷载（高差悬殊的房屋）、长度过大、平面形状较为复杂，同一建筑物地基处理方法不同和有部分地下室的房屋，都应从基础开始分成若干部分，设置沉降缝，使其各自沉降，以减少或防止裂缝产生。沉降缝应有足够的宽度，操作中应防止浇筑圈梁时将断开处浇在一起，或砖头、砂浆等杂物落入缝内，以免房屋不能自由沉降而发生墙体拉裂现象。

b、加强上部结构的刚度，提高墙体抗剪强度。由于上部结构刚度较强，可以适当调整地基的不均匀下沉。所以应在基础顶面及各楼层门窗口上部设置圈梁，减少浇水润湿、改善砂浆各易性、提高砂浆饱满度和砖层间的粘结（提高灰缝的砂浆饱满度可以大大提高墙体的抗剪强度）。在施工临时时间断处尽量留置斜槎。当留置直槎时，应加拉接筋。

c、加强地基探槽工作。对于较复杂的地基，在基槽开挖后应进行普遍钎探，等探出的软弱部位进行加固处理后，方可进行基础施工。

d、宽大窗口下部应考虑设混凝土梁以适应窗台反梁作用的变形，防止窗台处产生竖直裂缝。为避免多层房屋底层窗台下出现裂缝，除了加强基础整体性外，也可以采取通长配筋的方法来加强。窗台部位也不宜使用过多的半砖砌筑。

4）治理方法：

对于墙体产生裂缝首先应作好观察工作，注意裂缝开展规律。对于非地震区一般性裂缝，如若干年后不再发展，则可以认为不影响结构安全使用，局部宽缝处，用砂浆堵抹即可。对于影响安全使用的结构裂缝，应进行加固处理。对于因墙体原材料强度不够而发生的裂缝，墙面可敷贴钢筋网片，并配置穿墙壁拉筋加以固定，然后灌细石混凝土或分层抹水泥砂浆进行加固。墙体裂缝的加固方法，应结合裂缝性质和严重程度，由设计部门提出。

2、温度裂缝：

1）现象：

a、八字缝出现在顶层纵墙的两端（一般在1-2个开间的范围内），严重时可发展至房屋1/3长度内，有时在横墙上也可能发生。裂缝宽度一般中间大，两端小，当外纵墙两端有窗时，裂缝沿窗口对角方向裂开。

b、水平裂缝。一般发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁2-3皮砖的灰缝位置。裂缝一般沿外墙顶部断续分布，两端较中间严重，在转角处，纵、横墙水平还不够相交而形成包角裂缝。

2）原因分析：

a、八字裂缝一般发生在平屋顶房屋顶层纵墙面上，这种裂缝往往在夏季屋顶圈梁、挑檐混凝土浇筑后，而保温层未施工前，由于混凝土和砖砌体两种材料线胀系数不同，在较大温差情况下，纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字斜裂。无保温屋盖的房屋，经过冬、夏气温的变化也容易产生八字裂缝。

b、檐口下水平裂缝、包角裂缝以及在较长的多层房屋楼梯间处的竖直裂缝，产生的原因与上达原因相同。

3）预防措施：

a、合理安排屋面保温层施工。由于屋面结构施工完毕至作好保温层，中间有一段时间间隔，因此屋面施工应尽量避开高温季节。屋面挑檐可采取分块预制或留置伸缩缝，以减少混凝土伸缩对墙体的影响。

4）治理方法：

与沉降裂缝治理相同。

3、其它裂缝：

1）现象：

a、在较长的多层房屋楼梯间处，楼梯休息平台与楼板邻接部位发生的竖直裂缝。

b、大梁底部的墙体（窗间墙），产生局部竖直裂缝。

2）原因分析：

大梁下面墙局部竖直裂缝，主要由于未设梁垫或梁垫面积不足，砖墙局部承受荷载过大所引起的。此外，与砖和砂浆标号偏低、施工质量差也有关。

3）预防措施：

a、有大梁集中荷载作用于的窗间墙，应有一定的宽度，梁下较小的窗间墙，施工中应避免留脚手眼。

b、有些墙裂缝具有地区性特点，应同设计与施工部门，结合本地区气候、环境和结构形式、施工方法等，进行综合调查分析，然后采取措施，加以解决。

4）治理方法：

与沉降裂缝治理相同。

（二）混凝土裂缝：

对有些结构按其所处条件的不同，允许存在一定宽度的裂缝。但施工中仍尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。

裂缝按产生的原因有：由外荷载（包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝；由变形（包括温度、湿度变形、不均匀沉降等）引起的裂缝；由施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等）引起的裂缝。

按裂缝的方向、形状有：水平裂缝，垂直裂缝，横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度有：贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。

1、塑性裂缝：

1）现象：

裂缝在结构表面出现，形状很不规则且长短不一，互不连贯，类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期（一般在浇筑后4小时左右），当混凝土本身与外界气温相差悬殊，或本身温度长时间过高（40℃以上），而气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂，属于干缩裂缝，出现普遍。

2）原因分析：

a、混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土早期强度很低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

b、使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的粉砂。

c、混凝土水灰比过大，模板过于干燥。

3）预防措施：

a、配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率；同时，要振捣密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂度。

b、浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿润。

c、混凝土浇筑后，对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖，认真养护。

d、在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。此外，要加强表面的抹压和养护工作。

e、混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂，或覆盖湿草袋、塑料布等方法；当表面发现微细裂缝时，应及时抹压，再覆盖养护。

f、设挡风设施。

4）治理方法：

a、此类裂缝对结构强度影响不大，但传统使钢筋锈蚀，可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于预制构件，可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。

2、干缩裂缝：

1）现象：

裂缝为表面性，宽度较细。其走向纵横交错，没有规律。较薄的梁、板类构件（或桁架杆件），多沿短向分布；整体性结构多发生在结构变截面处；平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘，大体积混凝土在平面部位较为多见，但侧面也常出现，并随湿度和温度变化而逐渐发展。

2）原因分析：

a、混凝土成型后，养护不当，受到风吹日晒，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂，或者构件水分蒸发，产生体积收缩受到地基或垫层的约束，而出现干缩裂缝。

b、混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化。

c、采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

d、混凝土经过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层。

e、后张法预应力构件露天生产后长久为张拉等。

3）预防措施：

a、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大；严格控制砂石含泥量，避免使用过量粉砂；混凝土应振捣密实，并注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。

b、加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件，可覆盖草帘、草袋，避免曝晒，并定期适当洒水，保持湿润。薄壁构件则应在阴凉地方堆放并覆盖，避免发生过大湿度变化。

3、干缩裂缝：

1）现象：

表面温度裂缝走向无一定规律性；梁板式或长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5mm以下。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期间，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。沿断面高度，裂缝大多呈上宽下窗状，但个别也有下宽上窄情况，遇上下边缘区配筋较多的结构，在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2）原因分析：

a、表面温度裂缝，多由于温度较大。混凝土结构，特别是大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时（如施工中注意不够，过早拆除模板；冬季施工，过早除掉保温层，或受到寒潮袭击），将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面胺到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部降温慢，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低，因而出现裂缝（这种裂缝又称为内约束裂缝）。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，裂缝只在接近表面较浅的范围出现，表面层以下结构仍保持完整。

b、深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基（特别是岩石地基）或厚大的老混凝土垫层上时，没有采取隔离层等放松约束的措施，如果混凝土浇灌时温度很高，加上水泥水化热的混凝土冷却收缩，全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束，将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现，裂缝较深，有时是贯穿性的，将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填，受风吹日晒或寒潮袭击作用；框架结构的梁、墙板、基础梁，由于与刚度较大的柱、基础连接，或预制构件浇筑在台座伸缩缝处，因温度变形受到约束，降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件，混凝土降温制度控制不严，降温过速，或养生窑坑急剧揭盖，使混凝土表面剧烈降温，而受到肋部或胎模的约束，常导致构件表面或肋部出现裂缝。

3）预防措施：

a、尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺适量粉煤灰；或利用混凝土的后期强度，降低水泥用量，以减少水化热量。

b、选用良好级配的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。

c、在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热，或掺木钙、减水剂，以改善和易性，减少水泥用量。

d、避开炎热天气浇筑大体积混凝土；必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或设置简易遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。

e、分层浇筑混凝土，每层厚度不大于30厘米，以加快热量散发，并使温度分布均匀，同时也便于振捣密实。

f、大体积混凝土适当预留一些孔道，采取通冷水或冷气降温。

g、大型设备基础采取分块分层间隔浇筑（间隔时间5~7天）分块厚度1~1.5m，以利水化热散发和减少约束作用；或每隔20~30m留一条0.5~1.0m宽的临时间断缝，40天后再用干硬性细石混凝土浇筑，以减少温度收缩应力。

h、浇筑混凝土后，表面应及时用草袋、锯末、砂等覆盖，并洒水养生。深搞基础可采取灌水养护（或在混凝土表面四周砌一皮砖进行灌水养护。

）。夏季应适当延长养护时间，使之缓慢降温。在寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防寒潮袭击。拆模时，块体中部和表面温差不宜大于20℃，以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填。

i、在岩石地基或较厚大的混凝土垫层上浇筑大体积混凝土时，可在岩石地基或混凝土垫层上浇沥青胶并撒铺5mm厚或铺二层沥青油毡纸，以消除或减少约束作用。

j、蒸汽养护构件时，控制升温速度不大于25℃/小时，降温速度不大于20℃/小时，并缓慢揭盖，及时脱模，避免引起过大的温度应力。

4）治理方法：

a、温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化、抗冻融（有抗冻要求的结构）、抗疲劳（对受动荷载构件）等方面有影响，故应采取措施治理。可以采用涂两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布，以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理，对有防水、抗渗要求的结构，缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度，采用灌水泥浆或化学浆液（环氧、甲凝或丙凝浆液）方法进行裂缝修补，或者灌浆与表面封闭同进采用。宽度不大于0.1mm的裂缝，由于后期水泥生成氢氧化钙、硫酸铝钙等类物质，能使裂缝自行愈合，可不处理或只进行表面处理即可。

4、不均匀沉陷裂缝：

1）现象：

不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，有的在上部，有的在下部，一般与地面垂直或呈30°~45°角方向发展。较大的不均匀沉陷裂缝，往往上下或左右有一定的差距，裂缝宽度受温度变化影响较小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例。

2）原因分析：

a、结构、构件下面的地基未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇筑后，地基因没水引起不均匀沉降。

b、平卧生产的预制构件（如屋架、梁等），由于侧向刚度较差，在弦、腹杆件或梁的侧面常出现裂缝。

c、模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动，以及过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现。

3）预防措施：

a、对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。

b、避免直接在松软土或填土上制作预制构件，或经压夯实处理后作预制场地。

c、模板应支撑牢固，保证有足够强度和刚度，并使地基受力均匀。拆模时间不能达早，应按规定执行。

d、构件制作场地周围应作好排水措施，并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。

混凝土梁范文篇3

对于钢筋混凝土构件，材料的非线性与几何非线性同时存在，试验方法存在一定的局限性，导致对钢筋混凝土构件的内部受力状态和破坏机理的研究不够深入。混凝土是由水泥、水、砂和石子及各种掺合料硬化而成，是成分复杂、性能多样的建筑材料。长期以来，人们用线弹性理论来分析钢筋混凝土结构的应力或内力，而以极限状态的设计方法确定构件的承载能力。这种方法往往是基于大量的试验数据基础上的经验公式，虽然能够反映钢筋混凝土构件的非弹性性能[1]，但是在使用上存在局限性，也缺乏系统的理论性。随着计算机的发展，有限元法在工程领域得到了越来越广泛的应用。随着计算机的普及和完善，运用数值模拟方法检验和代替部分试验，具有节约成本、方便等有点。

2钢筋混凝土梁的模拟分析

2.1模型建立

以钢筋混凝土梁为例进行模拟分析：梁长6米，高取为500mm，截面宽度去为300mm，在跨中施加集中荷载20kN，梁左端施加可动铰支座约束，右端施加固定铰支座约束。

2.2位移图

受力前的图形为图2中的边框线，梁在集中力荷载作用下的位移图为图2.2中的实体。在集中荷载的作用下，以梁跨中间的位置向下弯曲最为明显，越到两端位移越小，直至为零，这与假设的边界约束条件相一致。

2.3应力图

从图中可以看出，梁受力后跨中截面部分的应力最大[2]。随着荷载的逐步加大跨中部分的应力变成红色，表明此处为梁的受力薄弱环节，在结构设计和施工中此处都应该加强措施以保证梁构件的安全。

3结语

数值模拟方法以其自身强大的优势，在一定程度可以起到辅助和代替部分试验的重要作用。在今后的发展研究中，随着数值模拟理论的不断进步，它必将会为工程实践提供准确的理论依据。

参考文献：

[1]江见鲸,陆新征,叶列平.混凝土结构有限元分析[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]TianhuHe,MingzhiGuan.FiniteElementMethodtoaGeneralizedTwo-dimensionalThermo-elasticProblemwithThermalRelaxation,ProceedingsoftheThirdInternationalConferenceonMechanicalEngineeringandMechanics,Vol1,Beijing,P.R.China,Oct.21-23:278-283.

混凝土梁范文篇4

关键词：桥梁施工事故处理

l引言

混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易风化、养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见（＜0.05mm），一般对结构的使用无大的危害，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，必须加以控制。我国现行公路、铁路、建筑、水利等部门设计规范均采用限制构件裂缝宽度的办法来保障混凝土结构的正常使用。本文所讨论的仅指后一类裂缝。

近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。

l混凝土桥梁裂缝种类、成因

实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：

一、荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

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、设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；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。结构设计时不考虑施工的可能性；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；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、使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：

1、在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

2、桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，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。研究表明，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。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算，但在40年前却比较困难。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：

1、中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

2、中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

3、受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。

4、大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件。

5、小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件。

6、受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

7、受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。

8、受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面。

9、局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

二、温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，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，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：

1、年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

2、日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

3、骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。

4、水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。

6、预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂。试验研究表明，由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力随之下降，混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%，抗压强度下降60%，光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%；由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。

三、收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。

缩水收缩（干缩）。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。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。

炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。

研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：

1、水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。

2、骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。

3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。

4、外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。

5、养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

6、外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。

7、振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5~15s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。

对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20~60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋(φ8~φ14)、小间距布置(@10~@15cm)，全截面构造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%~0.5%。

四、地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础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。在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。比如丘陵区或山岭区桥梁，勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告不能充分反映实际地质情况。

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条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降，例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。

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，也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。

7、桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。

8、桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大。在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉，同时对基础的上浮力减小，负摩阻力增加，基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅，受洪水冲刷、淘挖，基础可能位移。地面荷载条件的变化，如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等，桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此，使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。

对于拱桥等产生水平推力的结构物，对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。

五、钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

六、冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在-78度以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

七、施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

1、水泥

（1）、水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。

（2）、水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。

（3）、当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。

2、砂、石骨料

（1）、砂石的粒径、级配、杂质含量。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍。

（2）、碱骨料反应。

碱骨料反应有三种类型：

①、碱硅酸反应。参与这种反应的骨料有流纹岩、安山岩、凝灰岩、蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、玻璃质火山岩、玉髓及微晶或变质石英等。反应发生于碱与微晶氧化硅之间，其生成物硅胶体遇水膨胀，在混凝土中产生很大的内应力，可导致混凝土突然爆裂。这类反应是碱骨料反应的主要形式。

②、碱硅酸盐反应。参与这种反应的骨料有粘土质岩石、千枚岩、硬砂岩、粉砂岩等。此类反应的特点是膨胀速度非常缓慢，混凝土从膨胀到开裂，能渗出的凝胶很少。

③、碱碳酸岩反应。多数碳酸岩石没有碱活性，有特定结构的泥质细粒白云质灰岩和泥质细粒灰质白云岩才具有与碱反应的碱活性，且还须高碱度、一定湿度环境下才能反应膨胀。

碱骨料反应裂缝的形状及分布与钢筋限制有关，当限制力小时，常出现地图状裂缝，并在缝中有白色或透明的浸出物；当限制力强时则出现顺筋裂缝。在工程实践中必须对骨料进行碱活性检验，采用对工程无害的材料，同时使用含碱量低的水泥品种。

3、拌和水及外加剂

拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

八、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，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

1、混凝土保护层过厚，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、混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

3、混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

4、混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

5、混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

6、用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

7、混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

8、混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

9、施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。

10、施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

11、施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

12、装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。

13、安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。

14、施工质量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。

混凝土梁范文篇5

关键词：桥梁；混凝土裂缝；浇筑；沉降；措施

一、混凝土裂缝产生的原因

（一）混凝土自身温度升高

混凝土浇筑初期，水泥在水化过程中产生大量水化热，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可以向大气中散发，因此温度上升较少；而混凝土内部由于散热条件较差，热量散发慢，水泥散发的热量不易散失，导致温度上升较多。

（二）地基基础沉降的影响

当地基发生不均匀沉降时，会引起构件的约束变形，使结构内部拉应力发生变化，如结构基础类型差别大、地基地质条件的差异、地基冻胀都能引起结构薄弱部位产生沉降裂缝。

（三）温差变化

混凝土在施工期间，外界气温变化的影响很大。混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热升温和结构散热降温等各种温度的叠加之和，外界气温愈高，混凝土的结构温度也愈高，如外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界气温骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温差。

（四）混凝土收缩变形

混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细孔，孔隙中存在水分，而水分的活动将影响到混凝土的一系列性质，引起混凝土的收缩变形，导致裂缝的产生。

（五）钢筋锈蚀引起的裂缝

由于保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长几倍，从而产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂，沿着钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。

（六）冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。

（七）施工方法和施工工艺原因

在混凝土结构构件制作、运输、安装过程中，施工方法不合理、施工质量较低，容易产生各种形式的裂缝，产生裂缝的原因主要有以下几方面：

1.骨料进场要严格控制：碎石厂对碎石的分级生产控制不严格，施工单位进场的石子混堆、混放，导致混凝土拌合物和易性性能差，造成混凝土质量波动，质量差的混凝土容易产生裂缝。

2.施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉；施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于混凝土自重和侧向压力的作用使得模板变形。

二、桥梁混凝土裂缝的预防措施及有效控制

（一）设计措施1.采取合理的结构形式。2.合理布置分布钢筋:尽量采用小直径、密间距布筋，结构边缘处或变截面处需要加强分布筋，表面可以设置钢筋网片。（二）合理地选择混凝土原材料优选混凝土原材料（骨料的选用、掺粉煤灰、采用低水化热的水泥等）、优化混凝土配合比的目的就是使混凝土具有较大的抗裂能力。

（三）基底的处理

1.尽可能以桩柱式(坐于岩盘上的重力式基础除外)基础及下部的形式加宽，避免下部产生不均匀沉陷。

2.对基底采取夯实、换填夯实等，使沉降均匀，基底的埋深要考虑冻土的影响；对刚性扩大基础，建议对下部结构联成一体，并尽量对基底进行技术处理，尽可能减少不均匀的沉陷。

3.新建基础的承载能力要比原有基础适当提高；加强横向连接，降低沉降对新旧接缝处受力的影响。

（四）采取合适的施工措施

合适的施工方法不仅能降低混凝土内的最高温度，还能减小混凝土的内外温差，有效地降低温度裂缝的产生，达到控制裂缝的目的。

1.混凝土浇筑方案。在混凝土施工过程中，为了有效降低混凝土的内外温差，常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段跳仓浇筑法两种。

2.振捣工艺。采用二次振捣技术（浇灌后的混凝土），在振动界限以前，给予二次振捣，改善混凝土强度，提高抗裂性。

3.降低混凝土浇筑温度的措施。把混凝土的初始温度降低到一定程度，使之产生的温差较小，从而产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，可以避免混凝土开裂。

（五）增加养生措施

刚浇筑的混凝土、强度低、抵抗变形能力小，如遇到不利的温湿度条件，其表面容易发生有害的冷缩和干缩裂缝。保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度，防止表面裂缝的发生。

三、处理混凝土裂缝方法

如果裂缝情况影响到混凝土结构的性能时，就应更慎重研讨，分析比较，采用经济高效的方法，达到加固目的，可采用的方法有如下几种：

（一）表面处理法

沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。深度未达到钢筋表面的发丝裂缝。

（二）填充法

施工时，先将槽内碎片清除，必要时涂底层结合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂轮或抛光机将表面磨光。

混凝土梁范文篇6

关键词：道路桥梁裂缝事故处理

l引言

近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。

l混凝土桥梁裂缝种类、成因

实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：

一、荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

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、设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；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。结构设计时不考虑施工的可能性；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；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、使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：

1、在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

2、桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，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。研究表明，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。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算，但在40年前却比较困难。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：

1、中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

2、中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

3、受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。

4、大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件。

5、小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件。

6、受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

7、受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。

8、受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面。

9、局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

二、温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，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，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：

1、年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

2、日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

3、骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。

4、水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。

6、预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂。试验研究表明，由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力随之下降，混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%，抗压强度下降60%，光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%；由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。

三、收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。

缩水收缩（干缩）。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。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。

炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。

研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：

1、水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。

2、骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。

3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。

4、外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。

5、养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

6、外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。

7、振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5~15s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。

对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20~60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋(φ8~φ14)、小间距布置(@10~@15cm)，全截面构造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%~0.5%。

四、地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础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。在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。比如丘陵区或山岭区桥梁，勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告不能充分反映实际地质情况。

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条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降，例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。

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，也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。

7、桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。

8、桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大。在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉，同时对基础的上浮力减小，负摩阻力增加，基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅，受洪水冲刷、淘挖，基础可能位移。地面荷载条件的变化，如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等，桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此，使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。

对于拱桥等产生水平推力的结构物，对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。

五、钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

六、冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在-78度以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

七、施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

1、水泥

（1）、水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。

（2）、水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。

（3）、当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。

2、砂、石骨料

（1）、砂石的粒径、级配、杂质含量。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍。

（2）、碱骨料反应。

碱骨料反应有三种类型：

①、碱硅酸反应。参与这种反应的骨料有流纹岩、安山岩、凝灰岩、蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、玻璃质火山岩、玉髓及微晶或变质石英等。反应发生于碱与微晶氧化硅之间，其生成物硅胶体遇水膨胀，在混凝土中产生很大的内应力，可导致混凝土突然爆裂。这类反应是碱骨料反应的主要形式。

②、碱硅酸盐反应。参与这种反应的骨料有粘土质岩石、千枚岩、硬砂岩、粉砂岩等。此类反应的特点是膨胀速度非常缓慢，混凝土从膨胀到开裂，能渗出的凝胶很少。

③、碱碳酸岩反应。多数碳酸岩石没有碱活性，有特定结构的泥质细粒白云质灰岩和泥质细粒灰质白云岩才具有与碱反应的碱活性，且还须高碱度、一定湿度环境下才能反应膨胀。

碱骨料反应裂缝的形状及分布与钢筋限制有关，当限制力小时，常出现地图状裂缝，并在缝中有白色或透明的浸出物；当限制力强时则出现顺筋裂缝。在工程实践中必须对骨料进行碱活性检验，采用对工程无害的材料，同时使用含碱量低的水泥品种。

3、拌和水及外加剂

拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

八、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，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

1、混凝土保护层过厚，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、混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

3、混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

4、混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

5、混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

6、用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

7、混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

8、混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

9、施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。

10、施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

11、施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

12、装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。

13、安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。

14、施工质量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。

混凝土梁范文篇7

关键字：混凝土钢材施工工艺抗震性能

引言

预应力混凝土是在第二次世界大战后迫切要求恢复战争创伤，从西欧迅速发展起来的。半个多世纪以来,从理论，材料，工艺到土建工程中的应用,都取得了巨大的发展。尤其是随着部分预应力概念的逐步成熟,突破了混凝土不能受拉与开裂的约束,大大扩展了它的应用范围。目前预应力混凝土已成为国内外土建工程最主要的一种结构材料,而且预应力技术已扩大应用到型钢，砖，石，木等各种结构材料,并用以处理结构设计，施工中用常规技术难以解决的各种疑难问题。我国预应力混凝土的起步比西欧大约晚10年,但发展迅速,应用数量庞大。我国近年来在土木工程投资方面，建设规模方面均居世界前列。在混凝土工程技术，预应力技术应用方面取得了巨大进步。近来二三十年来,我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型，跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。本文着重从其组成材料和特性上探讨预应力混凝土发展现状及前景。

混凝土

从我国已建成的预应力混凝土桥梁来看,大多都采用40~50混凝土,进而采用减水剂等添加剂制备塑性混凝土,并发展了泵送混凝土工艺。随着桥梁跨度的增加,为减少桥梁结构的自重,混凝土逐渐向高强，轻质方向发展。日本早在70年代采用80混凝土修建了几座跨径为45的简支预应力混凝土铁路桥,德国在主跨136的富林格尔桥上采用了轻质混凝土。我国目前在高强，轻质混凝土方面已经有所成就。如建设中的重庆大佛寺长江大桥,是一座主跨450米的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥。由重庆大佛寺长江大桥试验忠心研制成功的60微硅粉高强混凝土首次在该桥主梁浇注使用。作为混凝土的改性材料,微硅粉高强混凝土具有易浇注，整体密实，长期稳定及强度高等特点,可提高建筑的内在质量,在桥梁建筑市场上具有极大的推广应用价值。

钢材

目前使用的预应力钢材主要有高强钢丝，钢绞线及高强度粗钢筋三大类。桥梁上使用的预应力钢材一直在朝着高强度，低松弛，大直径的方向发展。80年代中期以前,我国的预应力钢材的性能比国际上落后较多,近20年差距逐渐缩小。预应力钢材的生产过程由于工厂的不断改进而成为性能更好，更经济的材料。为提高效率,近年来,材料强度有所增加,但在某些情况下,强度的增长是以降低材料的延性与韧性为代价的。强度较高的预应力钢材,有时会增加氢的应力腐蚀的危险。这些不利的特性应予以重视。新型材料如纤维增强塑料,过去主要用于航天和航空工业,现已进入建筑工业。采用这些材料主要由于下列优点:在各种环境下具有耐久和抗腐蚀的特性,重量轻,高强度和无磁性等性能。纤维增强塑料可用作预应力与非预应力材料。这些材料具有线弹性的应力-应变关系,直到拉断。它们的性能与钢筋和预应力钢材性能不同,还需要采用新的设计方法。自从1939年法国首创式体系与比利时首创体系后,预应力技术实现了从先张到后张的进步,为各种大跨预应力结构的发展开辟了道路。预应力锚具与所锚固的预应力筋相对应,分为粗钢筋锚具，钢丝束锚具及钢绞线锚具3类。近年来用于钢绞线锚固的群锚体系,被广泛采用。随着质量地不断提高,其锚固性能也越来越好。使用时可根据需要由多根钢绞线组成一束,整束张拉,国内目前已发展到1200。大吨位预应力钢束的采用大大简化了后张拉工艺。对于采用悬浇施工的桥梁,每一循环预应力束数可大大减少,且通过预应力束平弯使锚点位置在断面上的布置固定,大大节省了穿束，张拉，压浆等工序所用的时间,从而加快施工进度。另外采用大吨位预应力束,布束容易,经合理选择后可以做到因不易布束而加大结构尺寸,造成材料浪费,可减少繁杂的锚固齿块,便于简化模板,加快工期。无粘结预应力筋是指带润滑防锈涂层的后张预应力筋,施工时这种预应力筋可以和普通钢筋一样直接安装在模板中。无粘结预应力筋无需预留孔道，后期穿束，压浆等工序并可节省材料，加快施工进度。因此具有施工简便，施工效率高等优点。但其强度和刚度与相应的有粘结预应力筋相比稍低。从耐久性能看,应对其防锈及认真处理锚具封端。有粘结预应力筋由于压浆工艺问题也存在耐久性问题,预应力管道压浆往往存在压浆不满或不密实等问题,由此可能导致的预应力筋锈蚀问题不容忽视。在我国无粘结预应力筋在大跨径桥梁上的应用正日益增加。无粘结筋因其自身的优点将会越来越受到重视,但关于其强度和耐久性问题仍然需要进一步加强研究,不断完善。体外索在预应力混凝土结构中的使用是近来建筑工业发展的方向之一。用体外预应力的方式修建混凝土桥梁在国际上已有近90年的历史。但早期因防腐工艺不完善，造价高等原因,取得的效果并不理想。但自80年代以来,由于技术的进步,体外预应力技术几经改进后,日趋完善,其应用也越来越多。从预加应力方式来看,它把绝大部分的预应力钢束布置在混凝土截面外,通过锚固端和变向装置来传递预加应力。该方法不但可以应用于新建结构,还可以用来加固原有结构。在预应力使用早期,体外预应力筋已被应用于桥梁建设,不过,由于当时技术条件的制约,这种方法在20世纪50年代几乎被人们放弃了。抗腐蚀(纤维增强塑料)索，高性能钢索以及体外索防护系统的发展,为体外预应力技术的再次兴起提供了有利的条件。使用体外预应力技术的桥梁工程具有以下优点:1)由于板内没有安装管道,减小了板的厚度,从而减轻了桥梁的重量;2)预应力索安装简便;3)易于检查预应力索,有利于索的养护;4)预应力索的替换或者再次张拉成为可能;5)大大地缩短施工工期,特别是使用预制分段拼装方法施工的桥梁。体外预应力技术广泛应用于混凝土桥梁建设中。并已被用于高速公路和高架铁路分段预制桥梁建设。体外预应力技术另一个极具潜力的用途是对原有混凝土结构进行加固与修复。近年来,该技术已应用于许多新型结构中,其中包括:在大偏心结构设置体外预应力索以提高结构的受力性能,可以被应用于由混凝土翼缘与波形钢腹板构成的组合结构之中,高性能轻质材料的使用减轻了结构的自重。

施工工艺

预应力混凝土桥梁的发展与施工技术的发展是密不可分的,施工技术水平直接影响桥梁的跨径，线型，截面形式等。预应力混凝土连续梁在初期大多采用满布支架法施工,其跨度一般在40以内,且施工周期长,施工用料多。60年代预应力混凝土桥梁引入悬臂施工法以后,预应力连续梁桥得以迅速发展,其跨越能力达200以上,适用范围也不断扩大。悬臂拼装法将大跨桥梁化整为零,施工简便,拼装工期短，速度快,特别对于多跨长联桥(跨度在100以内)是一种效率高而且经济的施工方法。预应力连续梁的施工方法还有顶推法，移动模架法，逐孔架设法等。近年来由乌克兰的工程师发明的新型预应力技术是介于先张拉法和后张拉法之间的工艺。它是在浇捣混凝土尚未凝固的时候施加预应力,混凝土在压力的情况下固结。施加这种预应力需要用特殊的可滑动的模板及能把压力传给混凝土的装置。它可使同样配筋率情况下梁的承载力提高25-34%，柱的承载力提高75%,抗裂度不变。该方法已在重达30吨的桥梁结构中使用。

预应力混凝土结构抗震问题

当前国际混凝土结构工程界对预应力混凝土结构的抗震问题给予了重视。日本在1995年神户大阪地震之后,结合混凝土结构(包括预应力混凝土结构)在地震中的实际表现进行了调查并作了大量研究工作,其它国家也作了不少研究工作。研究表明预应力结构在地震区是能够应用的,和普通钢筋混凝土结构一样,需要的是合理的设计和施工。采用竖向预应力加固普通钢筋混凝土结构可提高结构抗震性能。采用竖向预应力的混凝土结构,可以提高结构抵抗水平荷载的能力,并在地震之后又能很快的复原。在地震作用下,预制的预应力混凝土结构会发生屈服,产生塑性铰,提高整个结构的延性和耗能能力而避免损坏,因而具有良好抗震性能。

展望

为适应我国经济的发展,缓解交通问题给人们生产生活带来的不便,预应力混凝土结构的应用范围将更加广阔,因此我们应加强提高预应力技术水平的科研工作。和发达国家相比,我们预应力混凝土工程的研究相对落后。凭借我们已有的强大队伍,和一些单位在预应力技术推广应用中的创收实力完全可以承担和完成这项重要的科研任务。同时,设计和施工的分离也是影响我国预应力混凝土结构迅速发展的因素之一。因此有必要成立大型强而有力的预应力混凝土工程公司,承担重大预应力混凝土工程,并担负新技术开发研究,并做好与设计和施工之间的联系,以提高我国的预应力技术水平。

参考文献

[1]项海帆.21世纪世界桥梁工程的展望[].土木工程学报2000,(33):3.

混凝土梁范文篇8

桥梁工程中裂缝种类归纳起来可分为三种：一是由外荷载引起的直接应力裂缝，即外荷载引起的直接应力产生的裂缝；二是由外荷载引起的次应力裂缝，即是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝；三是变形应力引起的裂缝，这主要是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等引起结构变形，变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土极限强度时就产生裂缝。这些裂缝产生的原因是多方面的，主要有设计原因、施工原因、材料性质的原因，此外，外部环境等因素的影响也会产生裂缝。

1.1设计方面原因。

主要是设计疏漏，计算假设受力与实际受力不相符、计算模型不合理、外部荷载考虑不周全等等。

1.2施工方面原因。

不按设计图纸施工，使结构受力模型与设计不相符；施工中混凝土振捣不密实、初期养生不够、拆除支架顺序不正确；不加限制地堆放施工机具、材料，超过计算荷载；不根据预制结构受力特点合理起吊、运输、安装；施工蛮干、不合理使用，乱开孔、乱埋预埋件、乱开槽、乱支牛腿，受车辆、船舶的撞击等都会产生裂缝。

1.3材料性质原因。

水泥的反常凝固、反常膨胀、离析与泛浆以及水泥的水化热不按规范施工；混凝土在硬化初期的体积变化和后期的干缩，若养生不充分；混凝土骨料的配合比、密度、空隙率、弹性模量等不合适，所有以上原因也会导致裂缝的产生。

1.4外部环境原因。

温度与湿度的变化、混凝土构件内外温差、内部钢筋的锈蚀、受盐类的化学腐蚀，车轮的磨损、地震荷载、地基变形及沉降等外部环境影响也会产生裂缝。

2.桥梁工程裂缝的预防

裂缝是混凝土本身具有的一种材料特性，让它完全不发生是不可能的。长、大、薄、高强的混凝土构件是最易产生裂缝的混凝土构件，而桥梁工程许多结构具备其中一个或多个特点，如50mT梁预制具有“长、大、薄、高强”四个特点；连续刚构具有“大、薄、高强”三个特点；桥面铺装具备“大、薄、高强”的特点；承台具备“大”的特点；防撞护栏具备“长、薄”的特点；空心薄壁墩具备“薄、高强”的特点等。预防混凝土裂缝是在掌握一定基础资料的前提下，通过科学预测及计算，优化设计施工方案，合理地组织施工，才能避免混凝土构件中出现裂缝。

2.1桥梁工程裂缝的预防。

2.1.1优化设计。

2.1.1.1改善配筋。

（1）薄壁结构配筋中增设防裂筋，一般用小直径钢筋（φ8～φ14），小间距布置（@10～@15cm），明显地提高混凝土抗裂性。

（2）大体积混凝土配筋中增设温度筋，分层布置，一般用小直径、小间距布置，提高混凝土抵抗温度应力所引起的混凝土变形。

（3）结构的转角处、锚固断面、构件形状突变处、预留孔道处、受力钢筋截断处等容易出现裂缝的部位增设抗裂筋，较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。改善应力集中，防止裂缝的出现。

2.1.1.2增加应力释放途径，减少内外约束。

（1）设立应力释放缝：在断面小的结构中（如防撞护栏）按受力特点规则地增设应力释放缝。在采取分层或分块浇筑大体积混凝土中，合理设置水平或垂直施工缝。

（2）设置后浇缝：当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外应力和温度应力；同时增加混凝土散热面积，降低混凝土的内部温度。

（3）设置滑动层及缓冲层：对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青胶铺砂、或刷热沥青、或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如铺设30～50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，释放约束应力。

（4）在大体积混凝土内部预埋冷却水管，预制T梁及连续刚构中以预埋预应力管道为冷却水管，通入冷却水，强制降低混凝土水化热温度。

（5）易发生裂缝的重要结构部位混凝土设计时外掺定量的纤维材料，提高混凝土的抗拉能力，避免裂缝产生。2.1.1.3结构方面。

（1）地质勘察精度可靠、试验资料准确，防止因基础技术资料与实际有误造成不匀均沉降而产生裂缝。

（2）同一联桥梁中，基础结构类型尽量一致，防止因混合使用不同基础类型或同时采用扩大基础但基底标高差异大时而引起地基不均匀沉降从而产生裂缝。

（3）避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡。防止因应力集中而产生裂缝。

2.1.2确定最佳配合比。

2.1.2.1选用优质原材料。

(1)水泥：选用水化热较低、收缩量较小、干缩值较小、高标号、早期强度较高的、含碱量较低的、初凝时间较长的水泥，以减少水化热量总量，减小温差变化幅度，减少水泥水化时收缩量，增强水泥胶和物的早期强度，从而避免因温差、干缩等原因产生裂缝。

(2)粗细集料：选用吸水率较小、收缩性较低、级配良好的骨料，控制骨料中云母、含泥量、有机质和轻物质和硫化物的含量，以减少骨料的收缩，增强混凝土强度。

2.1.2.2确定最佳配合比。

（1）水灰比：一般来说用水量越大，水灰比越高，混凝土干缩越大。水灰比一般控制在0.5以下。

（2）外掺矿物粉：为减小混凝土中水泥含量，减少水化热及收缩，一般采取外掺粉煤灰等矿物粉，替代混凝土中部分水泥含量，矿物粉掺配比例宜占胶凝总量的1/4。

（3）外加剂：掺加高效减水、增塑、缓凝剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，减少水化热总量，减少混凝土干缩，推迟热峰的出现时间。

2.1.3定量预测。

计算大体积混凝土温度、应力、平均整浇长度（伸缩缝间距），确定混凝土内外最大温差、最大应力、最长伸缩缝间距，当其超过混凝土极限抗拉强度时，需在施工方案中采取降温、延长温度变化时间，或增加应力释放途径，或增加伸缩缝来避免产生裂缝。计算支架及模板的刚度及挠度，防止因支架及模板的下沉而引起混凝土在未形成强度前不均匀沉降而产生裂缝。

2.1.4合理施工。

在混凝土结构立模、浇筑、预制构件运输、堆放、拼装及吊装过程中，必须合理组织施工，防止因施工原因产生裂缝。

2.1.4.1混凝土立模与支架。

模板与支架必须具有足够的强度和刚度。支架设置在具有足够强度的地基上，防止因不均匀沉降而产生裂缝。在支架拆除时，施工顺序正确，避免由于产生瞬时动荷载而导致的对结构产生冲击作用而产生的裂缝。

2.1.4.2混凝土浇筑。

（1）混凝土施工时，必须严格按照规范施工，尽量克服由于材料性质所产生的裂缝。

（2）混凝土搅拌与运输时，要合理确定施工时间的长短，防止混凝土水灰比加大，避免混凝土凝结硬化时收缩量增加，防止水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使混凝土出现不规则的收缩裂缝。

（3）混凝土振捣时，防止过振、漏振及振捣不密实，严禁出现混凝土中粗细骨料不均匀、硬化后沉落过大及成型后出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀等现象，避免混凝土抵抗裂缝的抗拉强度降低、塑性收缩及成为荷载裂缝的起点。

（4）混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理好，防止在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。浇筑时分层适度，使混凝土中水化热合理散发。

（5）混凝土初期养护时不得急剧干燥或早期受冻，防止混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝、局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

（6）在长、高较大而宽度较小（一般小于80cm）、配筋较多、预留孔道较多的结构（如50mT梁腹板、悬臂浇筑连续刚构腹板等）混凝土浇筑振捣时，采用多种方法浇筑，可避免振捣控制不力及蜂窝、麻面、空洞的产生。2.1.4.3预制构件运输、堆放、吊装。

预制构件堆放时，支承垫木在一条垂直线上，悬臂不能过长，运输过程中防止剧烈颠撞，吊装时吊点位置恰当，在刚度较小的方向设置可靠的加固措施等，均可避免应力裂缝的产生。

2.1.5实时监控。

2.1.5.1支架及模板变形监控。

对于重要结构部位，如悬臂施工刚构0#块支架、挂蓝、连续箱梁满堂支架等施工前要进行等荷载预压，实际测得变形值，施工时据实测变形值预设预拱度。

浇筑混凝土过程中，专人负责检查支架及模板稳定性，准备必需的工具、材料，在发现变形时，在混凝土处于流态时及时支护。

2.1.5.2混凝土配合比监控。

实测粗细骨料含水量，计算出施工配合比。搅拌过程中，水量通过时间来控制，粗细骨料及水泥、外掺矿粉通过电子计量来控制，外加剂通过量杯保证按施工配合比搅拌混凝土，严禁随意更改水灰比。

2.1.5.3温度监控。

（1）控制混凝土入模温度低于30℃，实时监控构件中混凝土终凝前内外温度，尤其是浇筑后1天～3天内水化热高峰时。

（2）实测循环冷却降温管进出口水温，据内外温差值确定冷却水流量、冷却水温度，保证混凝土内外温差在规范允许范围内。

3.裂缝处理

对于已经产生的裂缝，需要根据实际情况采取不同的方法进行处理。一般来说，混凝土裂缝的处理方法通常主要有：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法等。

3.1表面修补法。

表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

3.2灌浆、嵌逢封堵法。

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3.3结构加固法。

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

3.4混凝土置换法。

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

4.结语

总之，要减少桥梁裂缝，首先应从设计入手，然后抓好施工中的每一道工序的质量，并对混凝土材料及外部环境多做调查、研究与实验，把裂缝的危害降低到最低程度。

【摘要】本文阐述了桥梁工程中混凝土裂缝产生的种类及原因，提出了预防措施及处理方法。

【关键词】桥梁；混凝土；裂缝；原因分析；预防措施；处理方法

【Abstract】Inthisarticle,cracksinconcretebridgeconstructiontypesandcausesandrecommendingpreventivemeasuresandtreatment.

【Keywords】Bridge;Concrete;Crack;Reasonanalysis;Preventivemeasures;Treatment



参考文献

［1］王铁梦.工程结构裂缝控制［M］．北京：中国建筑工业，1997

混凝土梁范文篇9

关键词:T梁;施工工艺;质量控制

预应力混凝土结构随着不断进步发展的高等级公路建设进一步在道路建设中被应用到。相比较于普通的连续梁桥而言,作为超静定结构的预应力混凝土连续梁的跨越能力更强,此外,该结构具有较小的变形和伸缩缝、较好的结构受力性能、较为平顺舒适行车性能、较大的承载能力和抗震能力等优点,能够有效地避免混凝土的开裂问题,因此被广泛应用在道路施工建设中。该文结合某工程实例,介绍了T形梁结构的施工工艺和质量控制。

1工程概况

该工程为某桥梁施工建设项目,全长为542.08m,该桥梁是一种预应力混凝土连续T梁结构,桥跨组合为43m+6×40m+43m+6×25m,该桥梁具有14个孔口和168片的T梁,其中有72片2.6m高、20cm腹宽的40mT梁、12片2.6m高、20cm腹宽的的33mT梁和72片的25mT梁。其中40m和33mT梁的腹板下部有些地方稍稍加大,从而呈现出一种30cm高、50cm宽的马蹄形,并且梁端出还会加高42cm、加宽22cm。该工程按照50MPa的混凝土设计强度标准。

2施工工艺及质量控制

2.1加工与安装钢筋、模型、波纹管

(1)将规格为10m×20m的彩钢棚搭设在钢筋加工地段,并且还需要搭设出具有30cm厚度的混凝土台座作为存放原材料、半成品的区域。为了确保钢筋能够横直、竖平,需要在预制T梁台座上按照事先在底座上放出大样线进行按线绑扎钢筋,确保钢筋间能够具有准确均匀的位置,依据设计图纸的要求严格地将横向水平筋的间距做成内对内的卡子,确保钢筋之间具有均匀、水平的间距。按照0.5m竖向和1m的横向的梅花形状将专门使用的混凝土垫板布设在腹板处,按照0.5m间距进行两排的布设作为底板,并且全部绑扎在钢筋交叉点上。(2)在预埋件安装好之后,就可以进行波纹管的架立作业。首先是孔道底部空间位置的确定,需要在梁跨中的位置上设立一个坐标原点,然后就可以在底座的侧边上使用红油漆将波纹管的起弯点位置和高度坐标清晰地标识出。依据设置好的位置进行焊接架立筋,使用接头管套接好波纹管,为了保证能更加牢固安装好管道,还需要使用胶带缠好。曲线和直线处分别按照50cm和100cm的间距进行定位波纹管。(3)该工程使用定型钢模板作为施工模板,在板面处于平整、光洁的状态下进行安装,为了避免模板线形的变化,需要将脱模剂涂刷在板面上,并使用双面胶带粘贴好模板接缝,避免发生漏浆问题,为了避免模板发生胀模和跑模现象,需要将对拉杆安装在模板的底部和顶部上。

2.2浇筑混凝土

(1)拌合站集中拌制混凝土。在进场前后需要按照批次分别测试施工中所需要的各种原材料之后,确保其合格后才能在施工现场进行使用。在拌和前,需要安排专职试验员测定砂、石料含水量,然后拌合站依据试验室所提供配合比进行拌和混凝土。(2)拌和混合料的时间控制在2min以上,确保均匀搅拌好混凝土,在拌和的过程中需要注意相匹配好拌和速度、振捣混凝土速度,罐车运输混凝土到制作T梁的施工现场,将其卸入到料斗内。在相匹配好拌合能力、运输距离和浇筑速度前提下连续进行浇筑混凝土。(3)按照6m间距和小于30cm的厚度进行分层浇筑混凝土。浇筑过程需要从一边浇筑到另一边,在距离另一边只有5m距离的时候,需要回头进行浇筑,以便确保锚固区混凝土的密实度。振捣混凝土的过程中,需要联合使用附着式高频振捣器和振捣棒进行50s作业的混凝土振捣。(4)在浇筑混凝土的过程中,为了能够提供一定依据给拆模、张拉和吊装等工序的强度,需要抽取每一片梁中规格为15m×15m×15m的4组试件进行试验。

2.3拆模

拆模过程需要在确保混凝土具有10MPa以上的强度时才可以进行,首先需要将对拉螺丝松开,将对拉杆拉出,接着再使用龙门吊机从浇筑的一边进行拆模,打磨好模板,并将其整齐放置好。并及时使用圆木支顶好翼缘板的地方,避免发生倾倒问题。拆模时候,首先先下落好模板,然后对其进行侧拉。

2.4混凝土的凿毛

凿毛过程是在混凝土具有30%设计强度时就可以进行,凿毛之前,首先需要画出需要进行凿毛的区间,然后用电锤按照45°的斜纹进行凿毛T梁混凝土。对于无法凿毛到的浮浆区域,需要人工进行处理。在结束凿毛施工之后,需要对其进行洒水清洗,扫除存留在凿除区域的浮渣。

2.5混凝土的养护

在完成施工之后,需要依据气候条件对混凝土进行超过7的浇水养护,确保其能够具有适宜生产的硬化条件,不会有不良的收缩问题产生。在顶板拆除之后,养护过程可以采取覆盖上土工布和洒水,然后再将塑料水管安装在腹板和翼缘板底部四周上。翼缘板的底板上安装上具有两排小孔的2.5cm直径的塑料管,其中两排的孔口需要分别朝向腹板和翼缘板。养护期需要依据混凝土的实际干燥程度情况进行确定每天的浇水次数。

2.6张拉

(1)张拉时间。张拉过程需要确保混凝土在经过7d养护期并且具有90%设计强度以上的时候才可以进行。(2)安装顺序。首先进行工作锚环的安装,然后是工作夹片、限位板、千斤顶的安装,最后又回到安装工具锚环和工具夹片上。(3)张拉过程。张拉过程需要同时对称进行张拉两侧,并安排相关人员对张拉顺序进行指挥,并记录下10%初应力、20%初应力、30%初应力的伸长值a1、a2、a3值。首先回油锚固好一边之后,补足另一边的预应力之后再进行锚固,从而可以得出实际伸长值l=(a2-a1)+(a3-a1)。

2.7压浆封锚

在结束张拉过程中,需要在一天之内完成压浆施工,压浆过程是采取压浆法,按照0.45的水泥浆水灰比和8%的膨胀剂。施工现场需要测定好水泥净浆是否合格,该过程一般是采取倒锥法进行测定。在孔道内按照先下孔后上孔的顺序将已经准备好的水泥浆压入其中,并对其进行一定的搅拌,在调制出水泥浆后,还需要进行30min以内的搅拌。在进行压浆之前,首先需要将水泥浆按照0.5～0.7MPa的压力和6～8m/min的压注速度从一侧压入到已经打开压浆嘴阀门的两侧。在出浆口处有浆液冒出的时候,需要将出浆嘴阀门关闭并对其进行2min以上0.5MPa的稳压期,确保预应力束孔道能全部冲浆。在结束梁板的吊装之后,就可以进行不连续端的封锚。对于多余的钢束需要在保留4cm的前提下使用砂轮锯进行切除,对于不连续端焊接绑扎封锚钢筋支模板,不封锚中支点梁端。

3结语

鉴于桥梁的快速建设同时预应力混凝土结构具有受力性能好、承载力高等优势,使其在桥梁建设中得到广泛应用。文章通过结合某桥梁施工建设项目,桥梁形式采取预应力混凝土连续T梁结构。该工程实施时通过对各个施工工艺采取严格技术措施,有效把控T梁施工质量,所采取的施工工艺可为同类工程提供参考借鉴。

作者:张振京 单位:中铁隧道集团二处有限公司

参考文献

[1]董维波．预应力混凝土T梁计算、预制、吊装施工技术[J]．黑龙江交通科技,2016(2):138.

[2]余尧文．预应力混凝土T梁施工质量通病分析及防范[J]．城市道桥与防洪,2013(1):80-82.

混凝土梁范文篇10

【摘要】预应力混凝土连续梁桥采用悬臂浇注法施工，施工中存在难以避免的误差，需要进行桥梁施工监测与控制。以大跨度变截面预应力混凝土连续箱梁桥为背景，介绍了预应力混凝土连续梁桥施工监控的目的、内容、施工监控细则和施工误差调整策略，为大跨度预应力连续梁桥的安全施工和合理成桥状态提供技术指导依据。

【关键词】预应力混凝土连续梁，施工监控，应力监控，挠度监控

变截面预应力混凝土连续箱梁桥作为一种结构刚度大、跨越能力大的桥型，在桥梁建设中具有广泛的发展前景。连续梁的分段悬臂浇筑法是目前国内外大跨径预应力混凝土桥梁的主要施工方法，但在施工过程中的诸多因素（如:混凝土弹性模量，浇筑主梁混凝土超方量及单T两侧重量不平衡，混凝土收缩、徐变，桥梁施工临时荷载，挂篮的变形特征，结构体系转换和合龙等）都会影响桥梁结构线形及内力方面与设计出现偏差。当上述因素与设计不符，而且不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致在以后阶段的悬臂施工中采用错误的纠偏措施，引起误差积累。因此，需要对挂篮悬臂浇筑施工过程进行监控，制定有效合理的施工监控方案一方面可确保桥梁结构在施工及成桥后受力合理，以使得桥梁结构的成桥线形达到设计状态和要求；另一方面可确保悬臂浇筑施工过程中结构的稳定和安全，以使得整个施工过程安全顺利的进行。

1.工程概况某主线桥平面位于R=700m圆曲线上，主桥采用45m+2×80m+45m四跨变截面预应力混凝土连续箱梁结构，上部箱梁采用单箱双室截面，变高梁段箱梁底板上下缘均为1.8次抛物线。箱梁顶宽16.5m，底宽9.1m，根部梁高4.8m，跨中2.3m，腹板厚40～60cm，墩顶处箱梁顶板厚60cm，其余处箱梁顶板厚28cm，底板为25～55cm，采用挂篮悬臂浇筑法施工。

2.施工监控内容大跨桥梁施工控制是一项系统工程，具体而言就是对桥梁上部结构悬臂浇注施工的过程进行应力、变形及稳定性等的监测与控制，其施工监控工作具体包括：

（1）对桥梁设计的进一步分析复核，确保桥梁施工过程及成桥状态的受力与变形符合现行规范要求；

（2）在上部结构正式施工前，对施工组织进行详细审查，对施工方案的安全性进行分析，特别是对挂篮悬浇、施工支架及墩梁固结设施等的复核与安全性分析；

（3）大跨度桥梁的施工均采用分阶段逐步完成的施工方法，为达到成桥的线形和受力状态，需确定与设计成桥状态相应的合理施工初始状态。

（4）对施工过程的结构变形、应力及稳定性进行监测，确保施工过程结构受力及几何形态处于受控状态。

3.施工监控细则

3.1桥梁结构复核。对挂篮悬臂浇注施工的预应力混凝土连续箱梁结构，需要进行以下几个方面的基础性分析计算，以确保施工过程安全及施工控制参数的准确性。公务员之家

（1）施工过程结构应力验算；

（2）成桥正常使用状态下结构应力及变形验算；

（3）成桥极限承载状态下结构强度验算；

（4）施工过程桥梁变形分析，以确定设计预拱度。

3.2预拱度设置。对于悬臂浇注施工的预应力混凝土桥梁，其线形调整主要是通过设置合理的预拱度来实现的。因此，线形控制的关键在于分析预拱度的组成以及确定各组成的取值。预拱度控制主梁悬浇段的各节段立模标高可按下式确定:Hi=H0+fi+f挂篮+1/2fp（1）

式中:Hi——待浇筑段主梁底板前端立模标高；H0——该点设计标高；fi——该施工阶段及以后各施工阶段对该点挠度影响值，该值包括恒载、移动荷载、徐变、体系转化、预加应力等影响；f挂篮——本节段的挂篮变形值，由加载试验提供；fp——活载作用下产生的挠度。上述各参数在有限元分析基础上，根据实测信息，对计算预拱度进行调整和预测，确定最佳预拱度［2,3］。

3.3线形监控。通过对悬臂浇筑挂篮变形及主梁线形进行监测，可以掌握悬臂浇筑挂篮体系的变形情况，从变形上来判断挂篮结构的工作性能及安全状况；可检查施工好的混凝土主梁的线形同设计目标线形间的差异情况；还可积累混凝土梁施工过程中悬臂浇筑挂篮的变形资料和混凝土主梁的变形资料，为下阶段主梁预拱度的设置提供参考，为线形控制服务。因此需进行的监测项目主要包括：挂篮结构、混凝土主梁标高、混凝土主梁中线。

3.3.1线形测点布置及方法。为进行线形监测与控制，需要选择合适的测量控制点，并在模板、混凝土梁段及挂篮的关键位置设置观测点。采用几何水准方法（水准仪＋水准尺）对悬臂浇筑过程各测点的变形情况进行监测，根据标高的变化情况，来推算挂篮和混凝土主梁的变形。测量时应避开温差较大的时段。悬臂浇注正式施工前，应首先确定统一的变形监测网，变形监测基准点埋设在稳定的地方。根据地面基准点，再将基准点引至每一墩顶箱梁0号块底板与顶板。底板作为立模高程控制点，顶板作为挠度监测工作点，并做好明显的红色标识。悬臂浇注施工过程中，一般在底模板前端选3个特征位置，以控制施工立模误差。为了进行悬臂浇筑挂篮在混凝土自重作用下的变形测量，需要对主桁架、底篮及行走滑道的标高进行测量。在主桁架前吊杆上锚固位置、底篮前吊杆下锚固位置及行走滑道的前、中、后位置布置变形测点，横向与两主桁架的位置相对应。对于各施工节段，沿纵向，在各施工节段悬臂前端及0号块中间、前端设置测点；沿横向，在腹板顶板相交处、顶板中部设置测点。各测点采用约30cm长的短钢筋，要求钢筋头露出浇注好的桥面约2～3cm，并要求将露出桥面部分均用油漆涂成红色并编号。悬臂浇筑挂篮施工混凝土桥梁的线形如图2所示。图2悬浇施工混凝土主梁线形测点布置示意图

3.3.2线形测量工况。在采用挂篮进行各孔悬浇施工时，从线形控制的角度出发，共设置了如下的测量工况

(1)立模后；(2)钢筋绑扎后；(3)混凝土浇筑后；(4)预应力张拉前；(5)预应力张拉后；(6)脱模后；(7)挂篮行走后。

3.4主梁截面应力监测。为了掌握挂篮悬臂浇筑施工混凝土箱梁的应力随施工过程的变化情况及确保混凝土箱梁受力的安全性和合理性，有必要对挂篮悬臂浇筑施工混凝土箱梁的应力进行监测与控制。

3.4.1应力监测方法。采用钢弦式应力计对混凝土桥梁结构的应力进行测试，通过测量测点应变换算应力值。对于钢弦式应力计，是利用传感器内腔中钢弦频率的变化来反映被测物体的应变。钢弦式应力计的输出信号为钢弦的振动频率，其与应变的关系如式（2）。f=12lσρ=12lEgερ（2）对于混凝土结构，采用钢弦式应力计测得的是总应变，其包括了非应力应变成分，要得到被测位置的真实应力，必须准确扣除非应力应变。而非应力应变又因测量对象及测量位置的不同而异。其应力测量的计算公式如下：σ=E(εT-εu)（3）

式中：σ——荷载作用下被测结构测点的应力；E——被测结构材料的弹性模量；εT——应力计直接测得的应变；εu——各非应力应变成分的总和。对于埋入混凝土中与粘贴在混凝土表面的应力计而言，的组成可分别由表达式（4）、（5）给出：εu=εc+εs+εt=εc+εs+αΔt（4）εu=εtαΔt（5）

式中：εt——温度变化引起的材料变形量；α——钢材的线膨胀系数；Δt——温度变化量；εc、εs——分别为混凝土徐变和收缩引起的非应力应变成分。在采用钢弦式仪器进行结构的应力测试中，需要特别注意的是温度对测试结果的影响，在应力计算时须将温变引起的自由应变予以扣除。因此，从温度对钢弦式仪器进行应力测试影响的角度考虑，每个钢弦式应力计都必须配置一个温度传感器。对于采用埋入钢弦式应力计进行混凝土结构应力测量，其测量精度还受到混凝土徐变和收缩引起的非应力应变成分等的影响，须采取相应措施对该非应力应变成分进行剔除，目前通常是在应力计附近埋置无应力计进行应力补偿。本应力监测将在目前测试技术基础上，通过增加测量次数，即在各关键工况前后分别测量应变值，通过计算增量的方法减少混凝土收缩、徐变对应力测试真值的影响。

3.4.2应力测点布置。为了掌握桥梁结构在施工过程中的实际应力状态，须对主梁的关键受力截面进行应力监测。对于主梁，一般选择悬臂根部、1/4L、1/2L处截面作为应力监测截面。其中，主梁悬臂根部截面是施工过程应力监测的重点截面，必不可少。从技术、经济角度考虑，选择其中的一个T构，对悬臂根部、1/4L、1/2L处截面进行全面的应力监测，对其它T构关键截面选取应力较大测点进行应力监测。应力测试截面测点布置如图3所示。

3.4.3应力测试工况在施工过程中选择各节段混凝土浇筑完毕、预应力张拉完毕、挂篮前移到位以及各合拢段浇筑前后、合拢段预应力张拉后、上二期荷载前后等作为应力测试工况。同时要求每隔一段时间定期测量（半年内每两月一次，半年到一年之间3个月一次）。应力测试工作最好在温度较为恒定时进行，同时须进行温度的测试。

3.5主梁温度监测。温度是影响主梁挠度的最主要因素之一，温度变化包括日温度变化和季节变化两部分，日温度变化比较复杂，尤其是日照作用，季节温差对主梁的挠度影响比较简单，其变化是均匀的。因此为了摸清箱梁截面内外温差和温度在截面上的分布情况，在梁体上布置温度观测点进行观测，以获得准确的温度变化规律。

3.5.1测量方法。采用经封装的热敏电阻作为监测传感器，用自动采集单元进行温度场测试数据采集，采样间隔将依据温度场的变化速率进行设置。如对混凝土水化热的测量，可按15分钟采样一次，而对混凝土结构大气温度效应的测量可半小时一次。

3.5.2温度测点布置。该桥主梁截面形式为单箱双室，其施工过程及成桥运营期间的温度效应往往较为明显，对结构的受力和变形影响较大，从把握结构受力及控制桥梁线形的角度，有必要选取一典型主梁截面（d-d）布设温度传感器，用自动采集单元进行主梁温度场的监测，其测点布置如图4所示。为了保证测量结果的可靠性，在相应位置设置一辅助测试截面（a-a），其测点布置与主测试截面相同，即共设置两个温度场测试截面，每个截面布置35个温度测点。

3.6施工误差调整策略

3.6.1施工监控方法。大跨度桥梁的施工均采用分阶段逐步完成的施工方法，在主梁各节段施工过程中，结构的实际状态并不总是与其理想吻合。桥梁结构的实际施工状态与理想施工状态总是存在着一定的误差，即理论预测存在误差。桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态相吻合。要实现实际与预测相吻合，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的所有因素，以便对施工过程进行有效控制。自适应施工控制方法是目前最常用、最先进的施工控制方法。自适应控制是在反馈控制的基础上，加上一个误差识别过程。当结构的实测状态与理论状态不相符时，分析误差产生的原因，根据该原因重新调整计算，使模型的输出结果与实测结果相一致。自适应控制是一个预告-施工-量测-计算-参数识别-分析-修正-预告的循环过程。即在施工过程中，比较结构测量的受力状态与模型计算结果，依据两者的误差进行参数调整（识别），使模型的输出结果与实际测量的结果相一致。利用修正的计算模型参数，重新计算各施工阶段的理想状态，按反馈控制方法对结构进行控制。这样，经过几个工况的反复识别后，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。

3.6.2施工误差调整。引起理论预测误差的原因是多方面的，归纳起来主要有以下几个方面：结构参数误差、施工误差、施工监测误差、结构分析模型误差及温度变化不一致等。结构参数是施工控制中进行结构施工模拟分析的基本资料，它主要包括构件截面尺寸、材料弹性模量、容重、收缩徐变系数、热膨胀系数、施工荷载、预加应力等［4］，其正确性直接影响分析的结果。实际研究表明，模型误差及设计参数误差是引起大跨度桥梁施工控制的误差主要因素之一。基于自适应的控制方法，对大跨度预应力混凝土桥梁悬浇施工过程中的预测误差调整，采取如下策略：

(1)采用准确模型进行施工过程的模拟仿真分析，以尽量较小模型误差；

(2)比较实测值与理论预测值，若两种误差在允许范围内，则按原预测值继续下一节段的施工，否则进行第(3)步工作；

(3)进一步分析误差的原因，特别对实际的设计参数进行识别，采用较为准确的设计参数进行结构分析，据此确定下一节段的立模标高等施工参数，对今后的施工状态进行预测。

4.结语施工监控在大跨度预应力混凝土连续梁桥的建设中是必须的，是一项技术系统工程，施工监控的项目组织应和项目的施工组织计划协同制定，在充分分析设计数据的基础上，科学合理地制定监控方案，采用自适应控制法对桥梁进行施工控制，以确保施工过程中的安全，同时保证成桥后各构件的线形和内力状态符合设计要求。

参考文献

［1］刘应战,郑明玉.预应力混凝土连续箱梁施工控制［J］.山西建筑,2005,13(5):79.

［2］王照临.现代控制理论基础［M］.北京:国防工业出版社,1998,11-23.