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(jì)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(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫。

　　這種溫度差可以達(dá)到20℃以上，德國(guó)雷達(dá)軌道在設(shè)計(jì)時(shí)是取了25℃的溫度差。所以初期混凝土內(nèi)外應(yīng)變差可達(dá)0.25‰，在長(zhǎng)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.

　　（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(shí)，產(chǎn)生的溫度力可以不考慮，但由于無(wú)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(zhǎng)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(wú)碴軌道混凝土結(jié)構(gòu)在一個(gè)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(dá)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(shí)的溫度差可達(dá)50~70℃。

　　（3）溫度遞度

　　混凝土結(jié)構(gòu)在太陽(yáng)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(huì)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(cè)量中，19cm厚的軌道板在當(dāng)?shù)刈罡邭鉁貫?8℃時(shí)，上下表面的溫差達(dá)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。

　　（1）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(shí)，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(zhǎng)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(shí)，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(shí)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(shí)混凝土強(qiáng)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(dòng)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(shí)間達(dá)10小時(shí)左右，導(dǎo)致混凝土初凝時(shí)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(zhǎng)引起裂縫

　　雙塊式和長(zhǎng)枕埋入式無(wú)碴軌道施工時(shí)一般是先將鋼軌、雙塊式軌枕或長(zhǎng)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(yáng)直射外界溫度比較高時(shí)，鋼軌的溫度發(fā)生急劇升高，鋼軌伸長(zhǎng)，這時(shí)由于混凝土正處于初凝狀態(tài)混凝土強(qiáng)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(shí)，由于振動(dòng)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(shí)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(dòng)時(shí)）就會(huì)出現(xiàn)裂縫。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆注后半小時(shí)至3小時(shí)之間，混凝土尚處在塑性狀態(tài)，混凝土表面富余水消失時(shí)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(dòng)時(shí)也會(huì)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(zhǎng)枕埋入式無(wú)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(zhǎng)枕埋入式無(wú)碴軌道中若不采用其它措施是很容易出現(xiàn)的。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)后隨著列車運(yùn)營(yíng)次數(shù)的增加，裂縫還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

　　6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題

　　（1）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(jì)人員的計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際情況偏差比較大。目前從混凝土底座的設(shè)計(jì)來(lái)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(lái)看，非預(yù)應(yīng)力軌道板在吊裝和運(yùn)輸過程中出現(xiàn)了一些裂紋，有的甚至導(dǎo)致了軌道板報(bào)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(jì)中的因素。

　　相關(guān)鏈接：2012年一級(jí)建造師考試面授班招生方案
　　　　　　　2012年一級(jí)建造師考試教材局部修改提示
　　　　　　　重磅出擊全新推出一級(jí)建造師解析輔導(dǎo)光盤

建設(shè)工程教育網(wǎng)整理