2015一級建造師復(fù)習(xí)資料：裂縫產(chǎn)生的原因

　　裂縫產(chǎn)生的原因分為兩類：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫；二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。

　　1、溫度裂縫

　　溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：水化熱引起的混凝土內(nèi)外溫差、結(jié)構(gòu)整體的溫度升降差、結(jié)構(gòu)從上表面至下的溫度遞度。

　?。?）水化熱引起內(nèi)外溫差

　　混凝土澆注初期，水泥水化過程產(chǎn)生大量的水化熱，并且其大部分熱量是在3天以內(nèi)放出，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，常使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過混凝土抗壓強度時，就會導(dǎo)致混凝土裂縫。

　　這種溫度差可以達到20℃以上，德國雷達軌道在設(shè)計時是取了25℃的溫度差。所以初期混凝土內(nèi)外應(yīng)變差可達0.25‰，在長期的使用過程中考慮到混凝土的徐變影響，這種應(yīng)變?nèi)匀淮嬖谥跏紤?yīng)變的1/2.

　?。?）整體溫度升降差

　　混凝土結(jié)構(gòu)在隨季節(jié)性變化和日照的循環(huán)變化下，結(jié)構(gòu)整體發(fā)生均勻的溫度升降變化，從而使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生伸縮。這種伸縮在沒有縱向約束或約束很小時，產(chǎn)生的溫度力可以不考慮，但由于無碴軌道混凝土結(jié)構(gòu)縱向受到很多的約束，使混凝土結(jié)構(gòu)越長引起的溫度應(yīng)力越大，可導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)貫通裂縫。

　　無碴軌道混凝土結(jié)構(gòu)在一個日照的循環(huán)下，結(jié)構(gòu)的整體溫差在炎熱的夏季可以達到25~30℃。在隨季節(jié)性變化的年溫度周期性變化中，混凝土溫度最高與最低時的溫度差可達50~70℃。

　　（3）溫度遞度

　　混凝土結(jié)構(gòu)在太陽照射下，其上表面溫度高，下表面溫度低，由于混凝土的熱傳導(dǎo)性能差使軌道板在沿高度方向上存在溫度遞度。溫度遞度會導(dǎo)致軌道結(jié)構(gòu)發(fā)生翹曲和表面出現(xiàn)橫向裂紋。

　　在重慶北碚的一次測量中，19cm厚的軌道板在當(dāng)?shù)刈罡邭鉁貫?8℃時，上下表面的溫差達到了15℃，變化規(guī)律近似為指數(shù)函數(shù)曲線變化。

　　2、混凝土收縮引起裂縫

　　混凝土的收縮類型有很多種，其中引起混凝土開裂的主要包括干燥收縮和塑性收縮。

　?。?）干燥收縮

　　干燥收縮是指混凝土硬化后，在干燥或外界溫度很高的環(huán)境下，混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫。

　?。?）塑性收縮

　　塑性收縮是指混凝土澆注后仍處于塑性狀態(tài)時，由于表面水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生的裂縫，這類裂縫多在表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則、長短寬窄不一、呈龜裂狀，深度一般不超過50mm.但當(dāng)軌道板是高度很小的薄板結(jié)構(gòu)時，如果混凝土中摻有含泥量大的粉砂則可能被穿透。產(chǎn)生的原因主要是混凝土澆注后3～4小時左右表面沒有被覆蓋，軌道結(jié)構(gòu)在炎熱或大風(fēng)天氣混凝土表面水分蒸發(fā)過快，或者是被基礎(chǔ)、模板吸水過快，以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，此時混凝土強度趨近于零，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。

　　從混凝土中蒸發(fā)和吸收水分的速度越快，塑性收縮裂縫越易產(chǎn)生。而商品混凝土由于為了滿足可泵性、流動性，混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，再加上夏季施工中及大體積混凝土中摻加緩凝劑，其緩凝時間達10小時左右，導(dǎo)致混凝土初凝時環(huán)境溫度處于最高狀態(tài)，表面失水嚴(yán)重，出現(xiàn)裂紋。

　　3、鋼軌的伸長引起裂縫

　　雙塊式和長枕埋入式無碴軌道施工時一般是先將鋼軌、雙塊式軌枕或長軌枕精確定位和扣件擰緊，然后再澆注混凝土。當(dāng)白天太陽直射外界溫度比較高時，鋼軌的溫度發(fā)生急劇升高，鋼軌伸長，這時由于混凝土正處于初凝狀態(tài)混凝土強度趨近于零，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。

　　4、混凝土骨料塑性沉落引起的裂縫

　　混凝土在澆注時，由于振動棒和重力的作用，骨料下沉、水泥漿上升，這種沉落直到混凝土硬化時方停止。當(dāng)這種塑性沉落受到模板、鋼筋及預(yù)埋件的抑制（或者模板沉陷、移動時）就會出現(xiàn)裂縫。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆注后半小時至3小時之間，混凝土尚處在塑性狀態(tài)，混凝土表面富余水消失時立即產(chǎn)生，沿著軌道板上面鋼筋的走向出現(xiàn)。其主要原因是混凝土塌落度大、沉陷過高所致，另外在施工過程中如果模板綁扎的不好、模板沉陷、移動時也會出現(xiàn)此類裂縫。

　　5、新舊混凝土不良粘結(jié)裂縫

　　雙塊式和長枕埋入式無碴軌道，由于軌枕是預(yù)先制作的，所以容易出現(xiàn)新舊混凝土粘結(jié)不良而出現(xiàn)裂縫。這在雙塊式和長枕埋入式無碴軌道中若不采用其它措施是很容易出現(xiàn)的。同時，運營后隨著列車運營次數(shù)的增加，裂縫還將進一步擴大。

　　6、結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

　?。?）設(shè)置合理間距的預(yù)留縫。由于影響裂縫寬度和間距的因素很多，設(shè)計人員的計算結(jié)果往往與實際情況偏差比較大。目前從混凝土底座的設(shè)計來看，不管是鋼筋混凝土底座還是素混凝土底座，基本上多出現(xiàn)了裂縫，而且這些裂縫大多都貫穿混凝土的底座。究其原因主要是預(yù)裂縫的間距設(shè)置過大引起的。

　?。?）充分考慮施工荷載的影響。I型軌道板從目前來看，非預(yù)應(yīng)力軌道板在吊裝和運輸過程中出現(xiàn)了一些裂紋，有的甚至導(dǎo)致了軌道板報廢，但預(yù)應(yīng)力軌道板基本沒有出現(xiàn)可見的裂縫。所以需要充分的考慮施工荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的因素。

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