混凝土T型梁裂缝成因分析及防治对策

王先玮 ，范文东 ，韩 庆

1中铁十五局集团贵州中铁路桥工程有限公司（558004） 2长安大学公路学院（710064）3长安大学材料科学与工程学院（710064） 4商丘职业技术学院汽车建筑工程系（476000）

混凝土T型梁裂缝成因分析及防治对策

王先玮1，范文东2，韩 庆3，4

1中铁十五局集团贵州中铁路桥工程有限公司（558004） 2长安大学公路学院（710064）3长安大学材料科学与工程学院（710064） 4商丘职业技术学院汽车建筑工程系（476000）

混凝土T型梁在使用过程中会产生各类病害，其中裂缝是最常出现的问题，本文介绍了T型梁产生各种裂缝的成因，并针对裂缝成因提出相应的防治对策。

混凝土梁；裂缝；分析；防治

0 概述

混凝土T型梁裂缝就是结构表面或结构内部出现细小的开裂。混凝土裂缝产生的原因较为复杂，有荷载的原因，有外界环境的原因，也有施工方法及施工条件造成的原因。裂缝影响T型梁的可靠性与耐久性，T型梁体裂缝被列为第一大防治缺陷。

1 裂缝的种类

按裂缝位置分为表面裂缝和内部裂缝;按成因分为荷载裂缝和非荷载裂缝。不同施工方式及条件也会由于施工不当产生各种裂缝，如梁的存放、移动、吊装、钢筋绑扎、施工的模板、振捣、养护等造成的裂缝，吊装架设过程中受其他外力或撞击造成的裂缝等。此外，还有因环境因素产生的裂缝。

2 裂缝产生的原因

2.1 内因

1）干缩变形引起的裂缝:高水灰比高强混凝土初凝后会因水泥继续水化而引发自收缩，当环境的相对湿度小于混凝土内部的相对湿度时，混凝土内孔中的水分就会向外部环境迁移,从而内部失水而引发干燥收缩,此时混凝土的收缩为早期自收缩和干燥收缩的总收缩,其大小都与混凝土早期的孔结构密切相关。其次，混凝土浇筑完成后,水泥水化热释放大量的热量使混凝土内部由于温差产生温度应力从而引起热收缩。由于混凝土受到约束,温湿的变化引起的混凝土冷热收缩在其开裂前并没有完全以应变的形式表现出来,而是在混凝土内部产生拉应力,拉应力的大小与此时混凝土的弹性模量有关。

2）混凝土配合比引起的裂缝:对于高强度的混凝土，水灰比越大，收缩越大，抗裂能力也越差，故宜选用较小水灰比；当水灰比不变时，应尽可能减少用水量，降低水泥用量，减少收缩，提高抗裂能力。同时还要注意选择细度合适的水泥,选择有利于抗裂的矿物掺合料、外加剂及采用适宜掺量。

2.2 外因

有的T型梁混凝土断面尺寸不够，受力钢筋不足，混凝土标号偏低。当截面正应力超限时，裂缝出现在正弯矩下缘及负弯矩上缘,其特点是从一侧横向延伸到全截面贯通，严重时再沿腹板垂直上升，分布集中的弯矩附近。当主拉应力超限时裂缝的特点是由腹板中部向上、下缘延伸，且大致呈45°方向；或者由于结构配筋不当，腹板的构造钢筋密度不够产生纵向裂缝。

由于施工不当造成的裂缝有:施工支架的不均匀，支架施工的混凝土结构在混凝土初凝后，支架因压实而沉降，造成底板裂缝的产生，并延伸入腹板，大体上横向较多，跨中稍密。现场预制中，因施工条件的限制以及施工中存在的多种不规范因素，致使预应力T梁均出现不同程度的裂缝。

3 裂缝防治对策

3.1 设计方面

设计方面:梁体设计要注重构造设计，通常梁体结构在其构造上沿梁的纵横两方向是变化的。在梁的纵向截面变化处,梁的横截面腹板与上翼缘及马蹄形下翼缘的交接处等部位存在着明显的水化热温差及收缩差,从而较易导致这些部分的表面裂纹,同时以往设计实例中梁体上翼缘拉应力超过混凝土的极限抗拉强度而开裂。因此为防止裂缝，在设计中除对上翼缘拉应力进行适当控制外,在梁体构造上应避免断面的局部削弱，以免造成应力集中。

在台座设计时，地基承载力考虑偏大，在旱季测试的地基承载力,到雨季地基土饱水后，细粒土的地基承载力下降；有时养护用水浸泡台座，也会引发地基承载力下降。它的特征是裂缝从梁底部开始，一直延伸到腹部或马蹄上，中间地基沉陷时，裂缝发生在梁长的中部，两端沉降时发生在距梁端的1/4～1/3范围内。它的预防措施是:在设计台座时，地基承载力按在饱水状态下或其它最不利状态下的承载力计算，混凝土台座中心须设计足够抗弯拉能力的钢筋，防止台座断裂，若台座已经沉陷时，应进行台座加固处理，可以采取分段扩大基础，然后用C20膨胀混凝土加钢筋网片回填。裂缝处理：可采取环氧树脂砌浆法补强，补强后的梁必须做静载抗裂试验，观察裂缝是否在受力状态下产生裂变，若裂缝扩大，该片梁就判定为废品。若静载试验合格，须经过有关专家认可才可用于架梁。

3.2 施工方面

对于表面裂缝处理:沿裂缝走向用人工凿一条3～5 cm的坎口，用高压压注环氧砂浆的方法，施工时根据裂缝宽度的大小，合理调整灌注压注胶液，从下到上的顺序进行灌注施工。

对于剪切裂缝:梁体的承力部位在混凝土抗剪强度尚未满足混凝土所能承受的动活载时，过早拆除模板，产生剪切破坏裂缝。它发生在构件的应力集中部位或薄弱环节，在较小的区域内有一条或多条。其防治对策为:制备同条件养护试件若干组，待试件强度满足设计或规范要求时方可拆模。其补救办法为:较大裂缝注射环氧树脂补强，微小裂缝涂刷防水材料封堵。

3.3 环境方面

对于温度裂缝:混凝土施工中，浇筑捣实后的混凝土，在早期凝结、硬化阶段，受到急骤升温或急骤降温造成混凝土内外温差大于25℃时，混凝土产生胀缩变化，形成温度裂缝。特征:温度裂缝一般都有两条以上，且分布均匀、对称，从梁底一直裂到梁腹,均属于结构危害性裂缝，构件多报废，危害性很大。预防措施:1）严格按蒸养制度进行操作；2）夏季温度过高和冬季严寒时，蒸养操作要格外小心，冬季混凝土入模温度确保不低于10℃，灌筑结束后，适量通蒸汽保温，缓慢升温，缓慢降温；3）确保混凝土内外温差小于25℃。

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[2]张超,陆菲.某预制预应力混凝土T型梁裂缝分析[J].平顶山工学院学报,2009,18(2).

[3]韩成.预应力混凝土T型梁梁体表面裂纹分析及治理措施[J].交通科技与经济,2006(3).