第一篇：空心板梁底板纵向裂缝成因分析及加固对策
空心板梁底板纵向裂缝成因分析及加固对策
【摘要】:底板纵向裂缝是空心板梁的通病之一，本文从设计、施工、运营等方面对引起底板纵向裂缝的原因进行了分析，并结合试验说明了底板纵向裂缝对梁体受力的影响，在此基础上提出了空心板梁底板纵向裂缝的四种加固方案。关键词:纵向裂缝成因分析加固对策
收稿日期:2011-10-15;修回日期:2011-12-20作者简介:赵庆华(1977—)，男，河北沧州人，工程师。
来源： 1工程概况
混凝土空心板梁具有结构简单、施工方便、用材经济、建筑高度低、吊装质量轻，易于实现标准化和工厂化制作，是公路和城市中小跨度桥梁中广泛采用的一种结构形式。根据笔者近几年的桥梁状态调查结果表明，目前混凝土空心板梁底板普遍存在纵向开裂的现象，这类裂缝既存在于普通钢筋混凝土空心板梁中，也存在于预应力钢筋混凝土空心板梁中(包括先张法和后张法空心板梁);既存在于边梁中，也存在于中梁中。部分裂缝在梁体预制完成拆模后即出现，有些裂缝在桥梁正常运营一段时间后产生。由于空心板梁是以纵向受力为主的受弯构件，当底板出现裂缝后，其产生的原因及对结构的影响就成为了工程建设者和管理者所关注的问题。本文结合笔者多年从事检测、设计及加固施工的经验，对上述两个问题进行了分析和探讨，以便为同类工程提供参考和借鉴。
2裂缝形态及对结构受力的影响
空心板梁底板纵向裂缝一般分布在空心板梁跨中位置附近，多数裂缝贯穿了空心板全长，从支点一直延伸至跨中，直至另一个支点。但也有部分空心板梁裂缝并不连续，仅在局部开裂，而且跨中纵向开裂多，支点附近开裂少。从历年的检查结果来看，空心板梁纵向裂缝宽度一般在0.1～0.3mm左右，部分较严重的裂缝宽度超过1.0mm，大多数的裂缝宽度已经超过《公路桥涵养护规范》(JTGH11—2004)对预应力构件纵向裂缝宽度的限值(0.2mm)。
文献［2］指出，底板存在纵向裂缝的梁，其承载能力仍能满足要求，但个别裂缝较严重的梁的挠度、应力值的校验系数呈离散情况，这说明纵向裂缝对空心板梁的纵桥向承载能力影响不大，但较严重的裂缝对梁体的整体性和刚度产生影响。文献［1］表明，由于纵向裂缝的存在，空心板梁由原来的闭口截面变成了开口截面，梁体抗扭刚度显著降低，各空心板梁横向连接刚度明显减弱，荷载横向分布系数增大，这样势必导致主梁纵向受力增大，使空心板梁存在产生横向裂缝的隐患。本文选取了某高速公路存在底板纵向裂缝的空心板梁进行了实桥试验，并将试验结果与理论计算结果(按未开裂截面计算)进行了对比，结论与文献［2］结果基本一致，纵向裂缝对空心板梁的承载能力影响较小，实测梁体横向分布影响线较为平滑，影响线形态与未开裂截面的计算结果形态较为接近，表明梁体底板纵向裂缝对梁体横向分布影响较小，对结构整体工作状况影响不大。3成因分析
空心板梁底板纵向裂缝的产生原因主要包括设计、施工及运营三个方面:1)设计方面。早期空心板梁设计由于经济因素制约，其底板厚度较薄(一般为10～12cm左右，部分梁体优化设计后底板厚度更薄)，薄壁结构在纵向受力时其截面将发生畸变变形，同时在底板上下缘产生畸变弯曲应力，当畸变拉应力超过混凝土的抗拉强度，势必导致底板产生纵向开裂。若底板横向构造配筋较少，则钢筋无法限制纵向裂缝的扩展(底板横桥向为普通钢筋混凝土结构)，这也是底板纵向裂缝宽度一般较大的原因之一。
2)施工方面。施工工艺引起空心板梁底板产生4纵向裂缝的因素较多，其中预应力因素较为关键。正常状态下施加预应力，预应力将对截面产生轴向压力和弯矩，由于混凝土材料的泊
松效应，在轴向压力作用下底板将产生横向拉应力，此应力与截面的畸变应力组合后往往大于混凝土的抗拉强度，这就是产生纵向裂缝较为普遍的原因之一。若后张法预应力管道定位不牢固，预应力钢束在浇筑混凝土后出现起伏状，则张拉钢束时预应力的径向力将导致底板出现局部开裂。
曾对部分出现纵向裂缝的空心板梁进行了验证，发现底板出现裂缝与定位钢筋间距太大或定位不牢固有直接关系。
此外，空心板梁混凝土质量较差、振捣不密实、内模下沉导致底板厚度偏薄等因素均可引起底板产生纵向裂缝，但上述因素可以通过加强施工管理来解决，不具有普遍性。
3)运营方面。大量的日常检查结果表明，采用四个板式橡胶支座的空心板梁极易出现支座局部脱空、整体脱空甚至支座缺失的情况。若空心板梁支座出现病害，则梁体受力偏移设计意图，空心板梁约束扭转内力加大，在约束扭转的作用下截面同样产生畸变弯曲应力，也是引起空心板梁底板纵向裂缝的原因之一。
文献［4］认为空心板梁底板纵向裂缝应由空心板内外温差所引起，并指出底板对内外温差较为敏感，而顶板不敏感，并建议在空心板梁底板开通风口。笔者认为空心板梁内外温差对底板受力影响较小，一方面是空心板梁壁厚较小，热传导很快就能完成;另一方面中板受外界环境温度影响较小，但中板出现底板纵向裂缝亦是普遍现象。
综合以上分析，空心板梁底板纵向裂缝应是上述三个方面因素单独或综合的体现，亦不排除是混凝土收缩产生早期裂缝，在荷载作用下扩展形成最终的底板纵向裂缝。4加固对策
从上述分析可知，底板纵向裂缝对空心板梁承载能力影响较小，但空心板出现裂缝后，其抗扭刚度降低较多，不利于梁体的受力。此外，裂缝对空心板梁的整体性及耐久性亦有显著的影响。鉴于此，针对空心板梁底板纵向裂缝，目前的加固措施主要有以下四种:1)裂缝处理。按照《公路桥涵养护规范》(JTGH12—2004)的要求，当裂缝宽度在限值范围内时，进行封闭处理，一般涂刷环氧树脂胶;当裂缝宽度大于限值规定时，采用压力灌浆法灌注环氧树脂胶或其它灌缝材料。裂缝宽度限值一般可取0.15mm。
2)粘贴纤维材料。为了防止水气进入空心板梁腐蚀钢筋，同时为了增强空心板梁的整体性，可采用沿裂缝粘贴双向纤维材料的办法对裂缝进行全覆盖，纤维材料的宽度一般30～50cm，可采用的纤维材料包括碳纤维、芳纶纤维及玻璃纤维，但由于加固部位暴露在大气中，纤维材料及粘结剂的老化和耐久性问题较为突出。
3)粘贴钢板。先根据裂缝宽度分别采取封闭或灌注的方法对裂缝进行处理，然后为了限制裂缝的进一步扩展，采用横向粘贴钢板条的方法进行加固，钢板条一般宽度为10～15cm，厚度为6～8mm，钢板条的纵向间距目前尚无统一规定，部分桥梁纵向间距为30～50cm，部分桥梁纵向间距为1.0～2.0m。笔者建议跨中可适当减小间距，支点附近可适当增大间距。4)内灌高标号砂浆。此方案一般在处理底板厚度偏薄及底板出现纵向裂缝时采用，施工时在底板内钻进浆孔和出浆孔，然后往空心板空腔内灌流动性较好高标号砂浆，当砂浆达到一定厚度后即可从出浆孔流出，既可以增加底板厚度，又可以限值裂缝的进一步扩展。此方案须严格控制灌入的砂浆数量，防止梁体恒载增加过大。
5结语
通过上述分析可知，空心板梁底板纵向裂缝应为设计、施工及运营三个方面因素单独或综合的体现，目前难以准确界定哪个因素对裂缝的产生起决定性作用。正是由于空心板梁底板纵向裂缝难以有效预防和控制，目前这一梁型正逐步被小箱梁所替代。
参考文献
［1］邱利锐.混凝土空心板梁底板纵向裂缝对结构受力的影响分析［J］.铁道建筑，2009(3):53-55.［2］赵卫国，薛文.先张法预应力混凝土空心板梁纵向裂缝分析［J］.公路，2006(10):52-53.［3］吕长荣，周世军.装配式简支空心板梁纵向裂缝分析［J］.交通标准化，2007(4):167-171.［4］郭铭德，吕锦刚.空心板梁底板纵向裂缝问题的分析［J］.广东科技，2006(5):112-113.
第二篇：某高层小区剪力墙结构梁板裂缝成因分析及预防
摘 要:本文根据工程实例分析高层钢筋混凝土结构裂缝产生的部分原因,并参考多方面的 科学 研究和工程实践提出控制钢筋混凝土结构裂缝的预防措施。
关键词:钢筋混凝土结构 裂缝 原因分析 预防措施 裂缝处理
前言
近年来,随着钢筋混凝土结构的长大化和复杂化,以及商品混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高,结构裂缝出现机率大大增加,有些已危及结构的安全性和耐久性,有的地下工程裂渗已影响其使用功能。表面裂缝,随后引发内部微裂缝,若混凝土变形受到约束,则进一步产生收缩裂缝。这是高标号混凝土容易开裂的主要原因之一。
以上是从水泥混凝土物理化学特性分析其各种收缩现象,早期塑性收缩会导致结构出现表面裂缝,混凝土进入硬化阶段后,混凝土水化热使结构产生温差收缩和干燥收缩,这是诱发裂缝的主要原因，结构自重及支撑荷载考虑不足也是引起裂缝的一个原因。
某工程建于内蒙古某市新城区，主体结构形式为剪力墙结构，基础结构墙下条形基础+250mm厚防水板，基础持力层为圆砾，地基承载力特征值260kpa。建筑面积为6320.6平方米，建筑地下一层，局部有夹层，地上12层，总高37.5米。地下一层为车库，层高3.00m，地下一层夹层为库房，层高为2.60m，1-10层为普通住宅，层高3.00m，11、12层为跃层式住宅，底层层高3.00m，跃层层高为4.45m。使用年限为50年，抗震设防烈度为7度（0.15g）。
工程位于内蒙古自治区，处于暖温带向寒带的过渡地区，冬季寒冷干燥，夏季温暖多雨。冬季最低温达-20℃以下，多风沙，气候条件恶劣，属干燥地区。裂缝出现位置主要集中在主次梁相交处主梁上位于次梁两侧，大跨度板的主梁上等。
第一、设计方面
选用合理的设计模型及适宜的长度或体积。特别考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。现行《混凝土结构设计规范》gb50011-2002 中对此提出了几项具体措施:一是设置伸缩缝,对不同结构形式、外露环境有不同的要求。二是混凝土浇筑采用后浇带分段施工。三是采用专门的预加应力措施,以此抵消温度、收缩应力的影响。
新的户型追求大的客厅：客厅尺寸4.8*6.6或是5.4*6.9结构采用大板的情况下，楼板结构自重加上施工支撑荷载远远超过设住宅计活荷载2.0kn/m2在梁板砼没有达到100%设计强度的情况下结构早期受荷，极易出现早期裂缝，加上环境等外界因素量梁侧裂缝进一步开展。
第二、最终现场混凝土构件裂缝的处理
在本工程实践中,裂缝是可能避免的，虽然本身砼结构就是带裂缝工作的一种结构形式，但是通过合理设计和施工裂缝可以严格控制在0.2-0.3mm以下。对本工程裂缝的处理,首先要分析其形成原因,是由设计、施工、材料还是其它因素引起的。结构核算分析后结构设计基本没有问题，混凝土构件的裂缝大致分三类。第一类是很细小的裂缝,或者说是规范所允许范围内的裂缝0.3mm以下直裂缝。这种裂缝一般不需要处理,第二类是超出规范允许范围内的,但并不影响结构安全问题的裂缝宽度大于0.3mm裂缝。这种裂缝一般需处理才能满足使用功能以及结构耐久性等,第三类是裂缝较大或是斜角裂缝,影响到结构安全性的裂缝,这种裂缝的构件往往需要进行结构加固处理，本工程裂缝部分属于属于第三类裂缝
根据现场勘查测得的裂缝长度、宽度及裂缝形式对结构安全性和耐久性均构成危害处理方法分两种,一是抹面处理,即采用高强环氧树脂砂浆封闭或是是压力灌浆法,并且对梁上斜裂缝进行局部补强处理。第二是对裂缝首先进行封闭处理，然后采用碳纤维对裂缝处进行加固处理。
第三、设计体会和建议
随着社会对生活品质的改善，大户型越来越成为开发领域的一种追求，商品混凝土材料的广泛使用,混凝土构件的裂缝问题也一直为工程技术人员所讨论。1.材料方面。
2.地基变形。
3.设计方面。
4.结构荷载方面。
5.温度应力裂缝。
6.施工方面。
二、混凝土结构裂缝的预防措施
1.材料方面和施工。1）水泥：根据工程条件不同，尽量选用水化热较低、强度较高的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥：2）骨料应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料；3）外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外加剂，超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂，以改善混凝土工作性能，降低水泥用量和用水量，减少收缩。适当的设置混凝土后浇带或膨胀后浇带，4）采用先进的施工工艺如：跳仓发施工等。
2.混凝土配料、搅拌及浇筑。1）配合比设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；2）浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度，不得随意留置施工缝。
3.设计方面。1）建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单；控制建筑物的长高比，增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力；2）正确设置沉降缝、变形缝，位置和宽度选择要适当，构造要合理3）构件配筋要合理，间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板，上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处，宜加设抗剪钢筋。
第三篇：空心板梁常见裂缝的形成原因及维修处理措施
空心板梁常见裂缝的形成原因及维修处理措施
赵阳
（吉林市市政设施管理处
吉林 132011）
摘 要：空心板梁是我国常用的小跨径梁体，但其在使用过程中混凝土常出现许多裂缝，本文通过对空心板梁各种类型的裂缝的汇总和成因分析，提出各类裂缝的防治和加固处理措施。
关键词：空心板梁；荷载裂缝；非荷载裂缝；裂缝形成的原因；维修处理措施 引言
空心板梁是目前我国中、小桥上部结构使用最为广泛的结构类型，其工作状态直接关系到桥梁的安全，而空心板梁日常使用中最常见的病害就是裂缝，虽然裂缝在规范里是作为正常使用状态中耐久性来评价，但结构损坏乃致倒塌往往是从裂缝的扩展开始的，随着时间的推移桥梁结构逐渐由安全状态转化为危险状态，因此需准确分析空心板梁裂缝形成的原因，为其养护维修或加固提供技术依据。
空心板梁常见裂缝主要有两类：荷载裂缝和非荷载裂缝，在预应力混凝土梁和非预应力混凝土梁中两者的存在情况也不一样，预应力混凝土中以非荷载裂缝居多，而普通钢筋混凝土空心板梁常出现的裂缝为荷载裂缝，因此在裂缝分析中需准确测量其宽度和深度，判断裂缝的性质和成因，评价裂缝对结构安全的影响，提出养护或维修加固措施。空心板梁荷载裂缝
2.1 普通钢筋混凝土空心板梁 2.1.1 梁底横向裂缝
普通钢筋混凝土空心板梁梁底横向裂缝是最为常见的裂缝类型，这种裂缝通常横
向贯通梁底，裂缝位置基本位于空心板梁，基本位于1/4～3/4跨，这些裂缝是空心板梁在荷载作用下产生的正弯矩裂缝。
此类裂缝在检测过程中应注意裂缝的宽度，当裂缝宽度小于规范规定的限值（《城市桥梁养护技术规范》（CJJ 99-2003）和《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）规定的钢筋混凝土梁裂缝宽度限值分别为0.20mm、0.25mm，以下简称规范），不影响桥梁的承载能力，是正常的荷载裂缝；当裂缝宽度大于规范规定的限值，且梁底裂缝向两侧腹板延伸，尤其是跨中挠度出现较大变形，裂缝宽度扩展至空心板梁理论计算的中性轴高度时，此类病害往往出现在空心板梁对应的桥面铺装出现纵向贯通裂缝，梁间剪力铰遭到破坏，形成单梁受力状态，空心板梁受拉区钢筋处于屈服阶段或受压区混凝土中和轴的高度在不断上移，是空心板梁即将破坏的预兆，应引起足够的重视，应及时进行加固或更换梁板，典型图见图1。
若空心板梁梁底出现横向裂缝且对应桥面出现纵向贯通裂缝，加固措施为人工凿除原桥面铺装混凝土，修复梁间损坏的剪力铰，若空心板梁间铰缝钢筋损坏，须在空心板梁原剪力铰两侧植筋，然后用钢筋钢纤维混凝土重筑桥面铺装，并适当增加桥面铺装钢筋，并增设剪力钉，确保所设铺装层与主梁共同作用。
图1 松江区某桥空心板梁跨中严重下挠，该桥已拆除重建
2.1.2 梁底纵向裂缝
普通钢筋混凝土空心板梁梁底常会出现纵向裂缝，此类裂缝大多与空心板梁空腔
最低处相对应，裂缝宽度较大，个别裂缝宽度达到0.5mm，往往部分裂缝表面有明显的渗水痕迹或白色结晶物析出,典型照片见图2。
纵向裂缝形成的原因是由于空心板梁底板混凝土中钢筋较密，粗骨料不易进入空腔最低处导致细骨料较多，此处也不易振捣(见图3)，使空腔最低处混凝土横向收缩应力较其它处大而开裂。裂缝表面明显渗水痕迹表明裂缝已贯通空腔底板厚度，裂缝渗水是由于空心板梁内积水所致，梁内积水是由于梁端堵头板破损，其上伸缩缝止水带失效或桥面连续处开裂，导致桥面雨水下渗并通过破损的堵头板进入梁空腔内。裂缝表面泛白是由于水从缝隙中渗出时将混凝土中Ca(OH)2带出，与空气中CO2作用形成白色CaCO3结晶。
裂缝处治措施：此类裂缝对承载能力并不影响，仅影响耐久性。应先对存在明显渗水痕迹的空心板梁梁底空腔较低处钻孔泄水，然后清洗裂缝表面，风干后涂刷渗透结晶型浆料两遍，封闭裂缝。
图2 空心板梁底纵向开裂并有明显渗水痕迹
梁底纵向裂缝梁底纵向裂缝
图3 空心板梁空腔底部振捣不密实而开裂
2.1.3 腹板竖向裂缝
普通钢筋混凝土空心板梁跨中腹板也经常会出现竖向裂缝（见图4），裂缝呈枣核形状，即两端细、中间粗，是典型的收缩裂缝，裂缝下端细是由于空心板梁底部配筋量大，上端由于逐渐延伸至受压区而消失，中间粗是由于腹板侧面中部纵向配筋较少，混凝土收缩而使缝宽加大。
值得注意的是，部分空心板梁腹板竖向收缩裂缝下端经常与梁底横向裂缝重合，容易造成收缩裂缝的长度误判为横向裂缝开裂高度。遇到这种情况应根据裂缝梁底横缝的宽度和跨中挠度变化加以区分。空心板梁竖向收缩裂缝不影响结构承载能力，仅影响耐久性，只需封闭裂缝即可。
图4 空心板腹板竖向裂缝
2.1.4 腹板斜向裂缝
普通钢筋混凝土空心板梁梁端时常出现斜向裂缝(见图5)，这类裂缝通常表现为两种形态：一种为中间宽两端细，呈枣核状，与梁体顺桥向呈45°夹角，为腹剪斜裂缝；另外一种为上细下宽，由竖向裂缝引伸而成的斜向裂缝，裂缝从主应力轨迹图上看，在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向，为弯剪斜裂缝。梁端斜裂缝是由于空心板梁梁端抗剪能力不足所致。裂缝处治措施：裂缝宽度不超过规范规定的限值时，进封闭裂缝即可；若裂缝宽度超过规范规定的限值应对梁端腹板进行加固，以提高其抗剪承载能力，通常采用粘贴钢板或梁端增大截面法加固。
图5 空心板梁梁端斜裂缝
2.2 预应力混凝土空心板梁 2.2.1 梁底纵向裂缝
预应力空心板梁梁底端部一定范围和空腔最低处均容易出现纵向裂缝(见图6)，梁端一定范围纵向裂缝是由于预应力钢筋放张时混凝土强度尚未达到规定的要求，使梁端混凝土纵向受压较大，横向则受拉，当其拉应变大于当时混凝土的极限拉应变即会沿预应力方向开裂，由于大多数预应力空心板梁梁端设有预应力隔离段，所以此类纵向裂缝会在梁端一定范围产生。梁底其他区域空腔正下方纵向裂缝除上述原因外，同时由于空心板梁底板混凝土中钢筋较密，粗骨料不易进入空腔最低处导致细骨料较多，此处也不易振捣，使空腔最低处混凝土横向收缩应力较其它处大，上述两因素导致预应力空心板梁空腔最低处易产生纵向裂缝。
裂缝最大宽度超过规范规定的限值，将不利于空心板梁的耐久性，尤其是裂缝渗水，如不及时维修处理，梁内预应力钢筋由于压力腐蚀其锈蚀速率将会更快，当锈蚀严重时会引起承载能力的降低。针对此类裂缝建议先对存在明显渗水痕迹的空心板梁梁底空腔较低处钻孔泄水，然后清洗裂缝表面，风干后涂刷渗透结晶型浆料两遍，封闭裂缝。
图6 空心板梁梁底纵向裂缝
2.2.2 梁底横向裂缝
预应力空心板梁根据规范规定不允许出现横向裂缝，一旦产生横向裂缝说明预应力不足，应引起高度重视，及时进行专项加固，通常对空心板底板采取体外预应力、梁底粘贴碳纤维布加强或体外预应力和碳纤维布相结合,见图7和图8。
预应力空心板梁梁端有时可能出现横向裂缝，如果梁底横向裂缝向两侧腹板延伸，可能是弯剪斜裂缝引起的，这种裂缝通常在腹板的延伸高度在同一水平线上；如果横向裂缝较短，且不贯通梁底，可能是由于混凝土收缩引起的。
图7 碳纤维布粘贴
图8 碳纤维布粘贴位置示意图
2.2.3 预应力空心板梁腹板斜向裂缝
预应力空心板梁梁端腹板偶尔也会出现斜向裂缝（见图9），这类裂缝分为弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝两种，裂缝产生原因都是梁端抗剪能力不足所致。裂缝宽度不超过规范规定的限值时，进封闭裂缝即可；若裂缝宽度超过规范规定的限值应对梁端腹板进行加固，以提高其抗剪承载能力，通常采用粘贴钢板或梁端增大截面法加固。
图9 预应力空心板梁梁端斜裂缝 空心板梁非荷载裂缝
3.1 混凝土收缩引起的裂缝
混凝土是用水泥、水、砂、石子等按设计比例配制，经搅拌、成型、养护而形成的。混凝土在施工过程中会经过化学、物理和碳化等一系列收缩，当收缩受到约束而产生的拉应变大于当时混凝土的极限拉应变就会产生与拉应力方向相垂直的裂缝，如空心板梁腹板表面龟裂等。这类裂缝仅需用渗透结晶型材料封闭即可。3.2 钢筋锈蚀引起的裂缝
空心板梁由于钢筋锈蚀而混凝土开裂最为常见，这是因为钢筋在潮湿的环境中与空气中的氧气发生化学反应生产三氧化二铁即铁锈的主要成分，其体积是将增大2~4倍，最终导致混凝土被胀裂，这类裂缝的特点是裂缝沿着钢筋走向发展。
要分析钢筋锈蚀的原因首先要搞清楚钢筋锈蚀和混凝土开裂的先后顺序。若先钢筋锈蚀后混凝土开裂，原因有两种：一是包裹在钢筋周围的混凝土保护层偏薄，保护
层过早全面碳化，致使混凝土中的钢筋失去碱性保护而锈蚀；二是混凝土中氯离子含量超标而侵蚀钢筋，当混凝土中氯离子超标时虽然钢筋周围的混凝土未碳化，钢筋仍然会锈蚀，这是因为氯离子半径小，活性大，具有很强穿透钝化膜的能力，氯离子首先吸附在钝化膜有缺陷处，使氢氧化铁反应成易溶的氯化铁，使钝化膜局部破坏，产生坑蚀。若先混凝土开裂后钢筋锈蚀，要确定混凝土开裂的原因，如荷载裂缝宽度过大或骨料膨胀引起混凝土开裂等，导致外界腐蚀物直接锈蚀钢筋。
钢筋锈蚀引起的裂缝虽然是耐久性范畴，但是空心板梁的主筋锈蚀易导致混凝土与钢筋之间的握裹力减弱，钢筋截面减小，进而降低承载能力，尤其是预应力钢筋锈蚀后，应力腐蚀速度很快，应该引起足够的重视。混凝土剥落露筋处钢筋进行除锈，清理干净后用聚合物修补砂浆进行修补，特别应注意的是，在修补之前必须对露筋锈蚀周围起壳混凝土彻底凿除，钢筋完全除锈，否则类似病害仍将再次发生。空心板梁主筋严重锈蚀的应对主筋钢筋有效面积折减后进行承载能力检算，承载能力不足的可采用粘贴碳纤维布或钢板进行补强。3.3 碱骨料膨胀引起的裂缝
在空心板梁病害检查过程中发现，空心板梁混凝土出现环向裂缝，仔细用手触摸，可明显感觉裂缝两侧有高差，沿裂缝凿除混凝土后，发现混凝土呈锥形，破损处出现姜黄色石子，该石子为膨胀源，这是碱骨料反应的典型特征,见图10。碱骨料反应是由于混凝土骨料含有氧化镁、硫酸盐或生石灰等骨料，当含碱量超过一定量（一般控制在3kg/m3之内）时，这些骨料吸潮后膨胀致使混凝土开裂起壳。这类病害往往呈弥漫性，可以说是混凝土的“癌症”。
图10 空心板梁因碱骨料反应，破损区域呈锥形状
碱骨料反应对槽形梁自损较为严重，不仅削弱梁体的有效截面，而且随时间推移，梁体表面出现碱骨料反应的区域将不断增加，影响上部结构的承载能力，要防止碱骨料反应必须把好混凝土原材料关，对已经出现此类病害的，建议对病害部位凿除开裂起壳混凝土，挖除膨胀核心，再用聚合物修补砂浆修补，维修后表面清洗干净，再涂刷渗透结晶型浓缩浆料，以封闭混凝土表面毛细孔，隔绝水分或潮气侵入，以确保结构的耐久性，并加强日常巡查，对新出现的碱骨料反应须及时修复。结语
综上所述，空心板梁出现的裂缝种类虽多，但每一条裂缝都有其产生的具体原因，本文通过对空心板梁裂缝的分类、对应裂缝产生的原因及各种裂缝处治措施的详细阐述，对桥梁养护人员正确认识空心板梁裂缝提供技术支持。
参考文献
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[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）[S]，人民交通出版社 [4]《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）[S]，人民交通出版社
[5] 王欣智，谈先张法预应力混凝土空心板梁纵向裂缝分析及处治[J]，建筑科技与管理，2009，9。
第四篇：浅谈钢筋混凝土梁裂缝及加固措施
浅谈钢筋混凝土梁裂缝及加固措施
一、前言
钢筋砼梁在外荷载的直接应力和次应力作用下，引起结构弯曲而裂缝，构件在使用过程中受到四季温差的长期作用，当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝原因很多，包括构件设计，基础不均匀沉陷，施工质量、材料质量、环境影响等，无论何种原因产生的裂缝，都会给建筑物肢体结构带来影响，因此，为确保结构的安全性，对构件实施补强加固。
二、裂缝的部位
1、梁受拉区裂缝：由于浇筑混凝土时施工管理不到位，使用了不达标的低劣钢筋，造成梁受拉区钢筋强度不够，施工中提前拆模，施工荷载超过设计荷载，或者混凝土强度低于设计强度，以及使用不当，使用荷载大大超过原设计荷载，使梁受拉区产生裂缝。
2、梁在支座附近的斜裂缝：梁的混凝土强度低于设计强度，箍筋未加密，抗剪钢筋不足，也有因超载，提前拆模时混凝土强度低于标准强度值，造成抗剪能力低而产生剪切裂缝。
3、梁受压区裂缝：梁的高度小，有的梁没有经过抗裂验算，混凝土振捣不密实，梁长期在年温差和日温差的作用下产生温差变形，长期处于干燥状态的环境下干缩变形，梁在温差和干缩的综合作用下裂缝，缝上宽下窄，有贯通、不贯通的。裂缝长度为梁高的3/5---4/5，底部不裂。
三、裂缝形成原因
钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很多、很复杂，主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能和使用不当，可归纳一下几种：收缩裂缝、混凝土尚处于完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则宽度小。水泥硬化时裂缝，水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差，超过一定值时，因混凝土收缩不一致而裂缝。温度裂缝：水泥在硬化期间，混凝土表面与内部温差较大，导致混凝土表面急剧温度变形而产生较大降温收缩，而受到内部混凝土的约束而裂缝。
设计欠周全。如钢筋混凝土梁载面不够、跨度过大，高度偏小，或者计算错误，受力钢筋截面偏小，配筋不当，节点不合理，出现混凝土梁结构裂缝。
施工质量造成裂缝。
①、由于混凝土施工标号低于设计标号，受力钢筋截面偏小，截面尺寸不符和设计要求，而混凝土出现裂缝。②、由于施工不当，模板支撑下沉过早超模形成。③、由于施工现场管理不到位，在梁上部堆载，而形成。
四、混凝土裂缝的补强加固措施
①外包混凝土法：
外包混凝土和钢筋混凝土是增大构件截面积和配筋的一种常见加固法。该法常用于梁的加固。是在原受弯构件一侧、双侧、三侧、四侧浇一层新的混凝土，并补加一定量的钢筋，以提高原构件的承载力，补浇的混凝土在受拉区时对补加的钢筋起到粘结和保护作用。当补浇的混凝土在受压区时，增加了梁的有高度，从而提高了梁的抗弯、抗剪能力，且增加了梁的刚度，关键是要保证新老混凝土的可靠粘结。在实际施工中，在梁上宜配置螺纹12-25mm纵筋，光园6-8mm箍筋，四面浇筑混凝土，这样即增加了梁的受拉区钢筋的强度，也保证了梁受压区的有效高度，从而提高了该梁的抗弯、抗剪承载能力。后浇混凝土宜采用硅酸盐水泥掺入适量的膨胀剂以补偿收缩，后浇混凝土强度等级比原混凝土高出一个等级，一般不应低于C20级。外包混凝土的最小加固厚度不应小于5cm，骨料粒径不宜大于外包混凝土层厚度的1/2及钢筋最小间距的1/4.新浇层小于10cm应选用细石混凝土。②粘钢加固法
粘刚加固法是最近几年刚发展起来的钢筋混凝土结构加固法，是用粘接剂将钢板贴于已开裂构件的加固部位上，以提高结构承载力的一种适用较为广泛的加固法，加固时可从钢筋混凝土构件单侧或双侧粘接钢板，不仅用于工业与民用，而且用在了桥梁、公路的补强加固，这项技术简称粘钢加固法。它有以下特点：
1、工艺简单，速度快，只需对需加固梁表面进行处理干净，用建筑结构胶将钢板牢靠的粘接在一起，使钢板和梁共同工作。
2、所需施工场地小，劳动力投入小，且钢板粘接在梁上2天即可受力，对特殊位置的梁应急抢修尤为适用。
3、不破坏原有结构，而且加固效果好。
4、粘接钢板厚度一般为4.5mm-6。0mm，加固后不影响外观，只增加很少的重量。④、注浆加固法
注浆加固法可分为水泥注浆和化学注浆。化学注浆和水泥注浆相比，具有可塑性好，能控制凝结时间，以及有较高的粘接强度和一定的弹性，适用于各种情况下梁的修补加固，化学注浆多采用环氧树脂类粘合剂进行加固，在不影响生产生活情况下能达到预期效果强度，优点是：
1、采用缓慢加压连续注浆，以确保树脂液注入每个细小部位。1能控制注入量，必要时可二次注浆。
3、注浆量可以目测，根据需要随时调整压力，以达到注浆要求。
4、材料易于购买，施工操作方便，粘结密度高、成本低。
总结：工程建设中，我们应选择适合本工程的加固方法，同时应综合考虑具有良好的科学性、施工性、经济性等方面，随着现代科学技术和建设施工技术的不断进步，新型建筑材料不断涌现，补强加固技术方面会有更深更全面的研究，会有更大的选择空间供我们去探讨。
第五篇：应力混凝土箱梁裂缝成因分析及处治
应力混凝土箱梁裂缝成因分析及处治
发布日期:2007-6-1 点击次数: 13444 预应力混凝土箱梁裂缝成因分析及处治
在陕西榆靖高速公路桥梁施工中，20米预应力混凝土箱梁在预制过程中，在跨中中横隔板左右出现不同程度的裂缝。经施工单位、监理、业主、设计单位和有关专家现场分析处理，得到了很好的控制，取得了满意的结果。
裂缝情况及分析
裂逢是混凝土结构普遍会遇到的现象，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，在结构设计时对设计荷载进行全面考虑可以防止；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。在两类裂缝中，变形裂缝约占80%。引起该类裂缝的原因主要有：
（1）混凝土浇注后处于塑性阶段，由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸发而产生裂缝。
（2）混凝土凝固过程中因收缩而产生裂缝。
（3）由于温度变化产生的裂缝，结构随着温度变化产生热胀冷缩变形，这种温度变化受到约束时，在混凝土内部产生应力，当此应力超过混凝土抗裂强度，混凝土便开裂，即产生温度裂缝。
（4）施工不当产生裂缝。
从裂缝情况看，裂缝分布部位、裂缝方向、出现时间具有一定的规律性。裂缝都分布在跨中中横板处，只有腹板开裂，且两面对称，时间一般为拆模后两天左右。因为我们施工方案合理，施工工艺符合质量控制要求，混凝土配合比、坍落度满足质量要求，但因现场的施工温度高达25℃左右，所以裂缝的主要原因是因温度应力引起的。
温度应力包括内约束应力和外约束应力。内约束应力是指结构内部某一构件单元，在非线性温差作用下纤维间温度不同，引起的应变不同而受到约束引起的应力；外约束应力是指结构内部各构件因温度不同产生变形受到约束或结构外部超静定约束，无法实现自由变形引起的应力。
防止裂缝产生及外治措施
1、由混凝土质量引起的非结构裂缝，可以通过以下措施防止：控制及改善水灰比，减少砂率，增加骨料用量，严格控制坍落度，混凝土凝固时间不宜过短，下料不宜过快，高温季节注意采取缓凝措施，避免水份剧烈蒸发，混凝土振捣密实；改善现场混凝土的施工工艺，同时注意混凝土的施工防雨、养护及保温工作；结构内部布置防裂钢筋，以提高混凝土的抗裂性能；一旦裂缝出现，可以用环氧树脂配固化剂、丙酮以1∶0.5∶ 0.25的比例配合进行修补，将裂缝周围5厘米内的混凝土用钢刷刷毛吹净，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂环氧树脂，贴玻璃布，之后再涂一层环氧树脂。玻璃布要求经5%浓度的纯碱水煮沸脱脂，用清水冲洗干净并烘干。这种封闭处理，能保证日后运营过程中梁体内钢筋不受大气腐蚀，提高结构的使用寿命。
2、由温度应力引起的非结构裂缝，鉴于现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》对温度荷载引起的横向温度应力考虑偏小，设计时应予以重视，可以通过配置足够的温度应力钢筋、增加结构的安全储备等措施来防止裂缝的产生（施工过程中我们变更了设计，在腹板加了一倍的纵向钢筋）；同时在施工时，应尽量选择温度低的时间浇注混凝土（利用早、晚进行施工）。热天浇注混凝土时，应降低水温拌制，选用水化热小和收缩小的水泥灰比，合理使用减水剂，加强振捣以减少水化热，提高混凝土的密实性和抗拉强度，并注意混凝土湿润，同时可以在腹板留通气拆模，达到张拉强度时及时张拉压浆。
3、我们在施工中对20米预应力混凝土箱梁裂缝的控制方案和已出现裂缝的处理办法是：
——裂缝的控制方案：
A：在腹板处两面对称增加通长纵向应力钢筋，根数为原设计的一倍。
B：控制好混凝土的浇注时间和浇注时的温度，安排在早、晚或温度低的时候进行混凝土浇注。
C：及时养护，并用塑料布进行覆盖，经常保持混凝土湿润。
D：在腹板处每隔5米留一个通气孔，可以保证混凝土箱梁在拆模后通风散热，保持体内外温度基本一致。
E：及时拆模、及时张拉。当混凝土达到拆模强度时就及时拆模；当混凝土强 度达到设计张拉强度时就及时张拉压桨。
——裂缝的处治措施：
用环氧树脂配固化剂、丙酮以1∶0.5∶0.25的配合比进行修补。将裂缝周围5 厘米内的混凝土用钢刷刷干净，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂环氧树脂，贴玻璃布，之后再涂一层环氧树脂。玻璃布要求经5%浓度的纯碱水煮沸脱脂，用清水冲洗干净并烘干。这种封闭处理，能保证日后运营过程中梁体内的钢筋不受大气腐蚀，提高结构的使用寿命。
通过以上的控制方案和防处治措施，在以后的箱梁预制过程中再没有出现裂缝，并通过对裂缝的处治也不影响梁体的正常使用。
结论 预应力混凝土箱形结构产生裂缝很常见，但可避免或减少，关键是在设计时，认真验算，合理布置构造钢筋或预应力筋，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，控制裂缝的发展，使裂缝不至于对结构产生危害，保证结构的正常使用。因此，对于裂缝的问题，设计者和施工人员都应予以重视。
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