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摘要：简要介绍了某选矿厂钢筋混凝土通廊大梁裂缝的特征，分析了裂缝产生的施工原因和设计原因，对设计的梁截面大小和配筋情况进行了计算校核，并做出切实可行的解决方案，同时对设计与施工方面提出几点预防措施，供工程设计人员在类似工程中参考。
关键词：混凝土通廊；大梁裂缝；成因；处理；预防
Abstract: This paper briefly introduces the characteristicsof a concentrator of reinforced concrete beam crackscorridor construction, analysis of causes of cracks and design reasons, on the design of the beam section size and reinforcement conditions are calculated andchecked, and make feasible solutions, and some prevention measures are put forward for the design and construction, for engineering the design reference in similar projects.
Keywords: concrete corridor; girder crack; cause;treatment; prevention
中图分类号： TU377 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1工程概况
某铁矿选矿厂胶带机通廊，承担铁矿石输送任务，共有1#～7#七條通廊，均为钢筋混凝土结构。
最长的通廊为7#通廊，标高由地面下标高-3.1m到地面上13.0m，总长度105m。通廊地下部分长22m，为钢筋混凝土结构，通廊内净空尺寸为3000mmX2200mm，墙厚厚度为250 mm，主受力筋为14@150,水平分布筋为12@200。顶板厚度均为300mm，主受力筋为16@200,水平分布筋为12@200。目前地下通廊部分未发现裂缝等其它问题。通廊地面上以部分长度为83m，结构型式为钢筋混凝土梁、柱、平台板，混凝土独立基础，上部围护结构为轻钢结构，外墙与屋面为80厚聚苯乙烯夹心板.。地面以上已设置一道混凝土滑动支座，各分段长度分别为30m和53m。
该工程于2008年底竣工，通廊采用皮带运输通廊标准图集《皮带输送机栈桥》（CG429）。设计时根据当时新混凝土结构设计规范《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）要求，把图集CG429中的承重梁、柱、板混凝土标号强度等级提高为C30，将钢筋保护层厚度较标准图集相应增加，承重梁、支架30mm，板为20mm，基础为40mm。
图集CG429中，梁、板、柱都是预制构件，由于当地施工条件及工期的限制，施工时将柱子改为和基础现浇，其它构件都为预制构件，配筋形式不变。图集CG429中，维护结构为砖墙，设计改为轻钢结构，这样减轻了上部荷载，整个结构减轻了自重。
在2010年7月，通廊建成后约两年，并且通廊已经竣工使用了一段时间后，矿方发现皮带通廊梁端局部裂缝。
2混凝土通廊裂缝的主要特征
经设计人员现场查看后，发现混凝土梁与柱的连接部位，在混凝土梁上出现多处微小裂缝，柱子无裂缝，且随着时间的推移有不断发展的迹象。
选厂4#、5#、6#、7#皮带通廊预制钢筋混凝土大梁个别支座存在裂缝。裂缝位于预制大梁横梁与大梁短柱交接处，裂缝形式为水平裂缝，另外5#、7#通廊大梁与粉矿仓搭接的大梁支座处裂缝各一处，几乎为竖直的裂缝，缝宽较宽，缝长短不一。大梁跨中部位无裂缝。发现所有裂缝均产生在柱与梁的连接处，梁为倒U型，裂缝多出现在U型转弯处，由于裂缝较小，梁柱的主筋、箍筋、预埋件等均无锈蚀情况。
裂缝在通廊正常使用后第一年夏季三个月内出现，随着时间的推移裂缝数量增多，部分裂缝加宽，尤其是在进入夏季的时候。裂缝位置及形式见下图1：
图1
图2
图3
图4
3混凝土通廊裂的成因分析
3.1施工原因
施工可能的原因：（1）梁截面不足，经抽查未发现此情况；（2）混凝土强度不足；（3）施工工艺不佳，如施工缝留置、振捣、养护等方面不到位等。经与图纸、交工验收资料认真查对，并与施工单位人员沟通了解，得知梁的施工是严格按图集和设计要求进行预制，施工时基底持力满足设计要求，无不良地基情况。
如此，是否预制梁质量缺陷或施工质量问题，由于时间较久，一些施工记录未能查到，暂时按正常施工考虑。
3.2设计原因
设计院首先对设计图纸、标准图的使用条件及计算书进行了复核。由于7＃通廊有一处裂缝较宽，现取7＃皮带通廊选用的一根大梁L17°57′—9—8进行校核计算。
首先，对梁的选型进行校核，皮带通廊大梁均按使用荷载选自国家标准图集CG429，图集中原设计梁上是砖墙围护，设计中改为轻钢结构围护，自重更轻，结构强度安全储备更大。生产使用上也未见超载使用，即无设计荷载外的附加重量，按设计工艺正常使用。
其次，对梁的配筋进行电算校核，采用中国建筑科学研究院PKPM（2008年版）计算软件进行梁承载力验算：
已知条件：梁截面宽度b=100mm，高度h=800mm，上翼缘宽度bf’=400mm，上翼缘高度hf’=120mm，下翼缘宽度bf=180mm，下翼缘高度hf=120mm，纵向钢筋合力点至截面近边缘距离as=30mm，计算跨度l0=9000mm，箍筋间距s=100mm，混凝土强度等级C30，箍筋设计强度fyv=210MPa，3级抗震，非地震组合，求所需钢筋面积。
经计算，受拉区所需钢筋面积为1069.24mm2，该梁实际设计配筋为:220+325，实际配筋面积为2101 mm2，见图5。经验算，满足设计要求。
图5
经对梁的选型及受力计算，该梁满足当前使用荷载的要求，认为设计选型是正确的。
但按《混凝土结构设计规范》第8.1条规定：装配式框架结构伸缩缝最大间距，室内或土中为75m，露天为50m，以7#通廊为例，最大分段长度为53m，现浇地下室墙壁类伸缩缝的最大间距，室内或土中为30m，露天为20m，7#通廊最大分段长度为22m；且注3中提到，当屋面无保温或隔热措施时，框架结构，剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用。实际工程中使用混凝土滑动支座进行分段，分段长度均超过此规定。
这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感，常因附加的温度收缩应力导致梁板开裂，该工程设计突破了规范规定后，梁与柱的连接节点仍按原图集施工，却未进行加强，这是梁较易裂的又一因素。
5#、7#通廊各一处大梁支座裂缝较宽，均发生在通廊与粉矿仓搭接的大梁支座处，考虑是受粉矿仓振动荷载的影响，这是此处梁裂缝较宽的主要原因。
综上分析，对裂缝的原因初步判断如下：皮带通廊大梁均按使用荷载选自国家标准图集CG429，通过裂缝的形式和位置来看，大梁上个别端部存在的水平裂缝，疑为温度裂缝。裂缝可能由于夏季气温较高，钢筋混凝土梁内部应力集中，造成混凝土表面开裂。
为避免裂缝继续发展，致使钢筋锈蚀的情况发生，以免造成事故，担心影响生产及安全，建议尽快对两处裂缝较大处进行加固处理。
4混凝土梁裂缝的处理方法
目前常用的地下混凝土梁裂缝处理方法有以下几类：
4.1增大截面法：增大截面法加固梁，分三种情况：只增加钢筋不增大混凝土截面，钢筋和混凝土截面同时增大；变截面加固。这种方法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固，本工程经计算梁的配筋和截面大小符合设计要求，不需要增大截面。
4.2外包钢法：外包钢法加固梁是一种即简便又可靠的加固方法，特点是，截面尺寸影响较小，承载力可大幅度提高。对于T形截面连续梁梁顶负弯区，一般是采用双扁钢外包，单纯斜截面受剪承载力不足时，一般是采用“缀板+螺杆”进行加固；为形成封闭箍，构造上尚应辅之以短角钢（长度与缀板宽度相等）和垫板（兼缀板）。外包型钢与梁基材混凝土的结合面，采用改性环氧树脂胶粘剂进行灌注。
4.3粘钢法：粘钢法加固梁是用特制结构胶将钢板粘贴于梁的上下表面，用以补充梁的配筋量不足，达到提高梁截面承载力的目的。与外包钢法相比，粘钢法较适合于梁的正截面受弯加固，尤其是简支梁。
4.4纤维复合材料加固法：纤维复合材料加法加固梁，是用特制的结构胶将碳纤维、S或E玻璃纤维等复合纤维片材粘贴于梁的受力表面，用以补充梁的配筋量不足，达到提高梁的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的目的，是曲面梁加固的最佳方法。
4.5外加预应力法：外加预应力法加固即有梁，按工艺方法的不同分为高强钢筋机械张拉和普通钢筋手工张拉，这两种张拉法适用于原构件截面偏小或需要增加其使用荷载、原构件需要改善其使用性能或原构件处于高应力应变状态，本工程不适此法。
4.6增设支点加固法：增设支点加固梁，分刚性支点与弹性支点、预加支承力与非预加支承力等情况。增设支点法顾名思义，就是增加支承支点，优点是传力可造，缺点是对空间影响较大。本工程不推荐采用。
设计院结合以上对本工程有效的梁加固方法，具体采取处理措施如下：
首先，通廊局部裂缝表面微小处，暂时不影响结构安全，可正常使用，采用贴石膏条等手段继续观察，观察至10月底。對于小于0.3mm的裂缝，暂时可不予处理，出于美观考虑，可用水泥砂浆抹面；缝宽大于0.3mm的贯深裂缝，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。所有裂缝在以后仍需观察，以防裂缝发展，造成钢筋锈蚀、混凝土碳化，危害结构的整体性和安全性。在以后的观察使用过程中，缝宽大于2mm缝隙应根据实际情况采用碳纤维布等措施进行处理。
其次，5#、7#通廊各一处大梁支座裂缝较宽，出于结构安全考虑，尽快采取外包钢法加固，进行加固处理，见图6。加固后的外观见图7和图8。
图6
图7
5总结
5.1钢筋混凝土通廊梁与柱之间的连接一直是混凝土通廊连接的一个薄弱环节。由于大梁与柱、横向连接等刚度的差别较大，再加上设置混凝土滑动支座设置位置的不合理，至使温度变形不一致，最容易导致在混凝土梁与混凝土柱的连接部位，梁由于拉裂产生裂缝。如果设计时严格按照规范要求，在混凝土通廊的适当部位设置滑动支座，同时控制基础的沉降变化，可有效的减少裂缝的产生，利于混凝土通廊的外观整洁和正常使用。
5.2加固施工，应保证新旧部分能整体工作，避免不必要的大砍大凿，伤及未加固部分。
5.3加固混凝土梁的办法还有很多，但是一点要做的是必须综合治理，不能只治裂缝，应全面分析，就找出裂缝产生的真正原因，才能事半功倍。
参考文献：
［1］．林荣凤。烧结公司钢筋混凝土通廊裂缝原因分析。建筑知识。
［2］《混凝土结构加固改造构造图》（06SG311-1）
［3］《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006
关键词：混凝土通廊；大梁裂缝；成因；处理；预防
Abstract: This paper briefly introduces the characteristicsof a concentrator of reinforced concrete beam crackscorridor construction, analysis of causes of cracks and design reasons, on the design of the beam section size and reinforcement conditions are calculated andchecked, and make feasible solutions, and some prevention measures are put forward for the design and construction, for engineering the design reference in similar projects.
Keywords: concrete corridor; girder crack; cause;treatment; prevention
中图分类号： TU377 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1工程概况
某铁矿选矿厂胶带机通廊，承担铁矿石输送任务，共有1#～7#七條通廊，均为钢筋混凝土结构。
最长的通廊为7#通廊，标高由地面下标高-3.1m到地面上13.0m，总长度105m。通廊地下部分长22m，为钢筋混凝土结构，通廊内净空尺寸为3000mmX2200mm，墙厚厚度为250 mm，主受力筋为14@150,水平分布筋为12@200。顶板厚度均为300mm，主受力筋为16@200,水平分布筋为12@200。目前地下通廊部分未发现裂缝等其它问题。通廊地面上以部分长度为83m，结构型式为钢筋混凝土梁、柱、平台板，混凝土独立基础，上部围护结构为轻钢结构，外墙与屋面为80厚聚苯乙烯夹心板.。地面以上已设置一道混凝土滑动支座，各分段长度分别为30m和53m。
该工程于2008年底竣工，通廊采用皮带运输通廊标准图集《皮带输送机栈桥》（CG429）。设计时根据当时新混凝土结构设计规范《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）要求，把图集CG429中的承重梁、柱、板混凝土标号强度等级提高为C30，将钢筋保护层厚度较标准图集相应增加，承重梁、支架30mm，板为20mm，基础为40mm。
图集CG429中，梁、板、柱都是预制构件，由于当地施工条件及工期的限制，施工时将柱子改为和基础现浇，其它构件都为预制构件，配筋形式不变。图集CG429中，维护结构为砖墙，设计改为轻钢结构，这样减轻了上部荷载，整个结构减轻了自重。
在2010年7月，通廊建成后约两年，并且通廊已经竣工使用了一段时间后，矿方发现皮带通廊梁端局部裂缝。
2混凝土通廊裂缝的主要特征
经设计人员现场查看后，发现混凝土梁与柱的连接部位，在混凝土梁上出现多处微小裂缝，柱子无裂缝，且随着时间的推移有不断发展的迹象。
选厂4#、5#、6#、7#皮带通廊预制钢筋混凝土大梁个别支座存在裂缝。裂缝位于预制大梁横梁与大梁短柱交接处，裂缝形式为水平裂缝，另外5#、7#通廊大梁与粉矿仓搭接的大梁支座处裂缝各一处，几乎为竖直的裂缝，缝宽较宽，缝长短不一。大梁跨中部位无裂缝。发现所有裂缝均产生在柱与梁的连接处，梁为倒U型，裂缝多出现在U型转弯处，由于裂缝较小，梁柱的主筋、箍筋、预埋件等均无锈蚀情况。
裂缝在通廊正常使用后第一年夏季三个月内出现，随着时间的推移裂缝数量增多，部分裂缝加宽，尤其是在进入夏季的时候。裂缝位置及形式见下图1：
图1
图2
图3
图4
3混凝土通廊裂的成因分析
3.1施工原因
施工可能的原因：（1）梁截面不足，经抽查未发现此情况；（2）混凝土强度不足；（3）施工工艺不佳，如施工缝留置、振捣、养护等方面不到位等。经与图纸、交工验收资料认真查对，并与施工单位人员沟通了解，得知梁的施工是严格按图集和设计要求进行预制，施工时基底持力满足设计要求，无不良地基情况。
如此，是否预制梁质量缺陷或施工质量问题，由于时间较久，一些施工记录未能查到，暂时按正常施工考虑。
3.2设计原因
设计院首先对设计图纸、标准图的使用条件及计算书进行了复核。由于7＃通廊有一处裂缝较宽，现取7＃皮带通廊选用的一根大梁L17°57′—9—8进行校核计算。
首先，对梁的选型进行校核，皮带通廊大梁均按使用荷载选自国家标准图集CG429，图集中原设计梁上是砖墙围护，设计中改为轻钢结构围护，自重更轻，结构强度安全储备更大。生产使用上也未见超载使用，即无设计荷载外的附加重量，按设计工艺正常使用。
其次，对梁的配筋进行电算校核，采用中国建筑科学研究院PKPM（2008年版）计算软件进行梁承载力验算：
已知条件：梁截面宽度b=100mm，高度h=800mm，上翼缘宽度bf’=400mm，上翼缘高度hf’=120mm，下翼缘宽度bf=180mm，下翼缘高度hf=120mm，纵向钢筋合力点至截面近边缘距离as=30mm，计算跨度l0=9000mm，箍筋间距s=100mm，混凝土强度等级C30，箍筋设计强度fyv=210MPa，3级抗震，非地震组合，求所需钢筋面积。
经计算，受拉区所需钢筋面积为1069.24mm2，该梁实际设计配筋为:220+325，实际配筋面积为2101 mm2，见图5。经验算，满足设计要求。
图5
经对梁的选型及受力计算，该梁满足当前使用荷载的要求，认为设计选型是正确的。
但按《混凝土结构设计规范》第8.1条规定：装配式框架结构伸缩缝最大间距，室内或土中为75m，露天为50m，以7#通廊为例，最大分段长度为53m，现浇地下室墙壁类伸缩缝的最大间距，室内或土中为30m，露天为20m，7#通廊最大分段长度为22m；且注3中提到，当屋面无保温或隔热措施时，框架结构，剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用。实际工程中使用混凝土滑动支座进行分段，分段长度均超过此规定。
这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感，常因附加的温度收缩应力导致梁板开裂，该工程设计突破了规范规定后，梁与柱的连接节点仍按原图集施工，却未进行加强，这是梁较易裂的又一因素。
5#、7#通廊各一处大梁支座裂缝较宽，均发生在通廊与粉矿仓搭接的大梁支座处，考虑是受粉矿仓振动荷载的影响，这是此处梁裂缝较宽的主要原因。
综上分析，对裂缝的原因初步判断如下：皮带通廊大梁均按使用荷载选自国家标准图集CG429，通过裂缝的形式和位置来看，大梁上个别端部存在的水平裂缝，疑为温度裂缝。裂缝可能由于夏季气温较高，钢筋混凝土梁内部应力集中，造成混凝土表面开裂。
为避免裂缝继续发展，致使钢筋锈蚀的情况发生，以免造成事故，担心影响生产及安全，建议尽快对两处裂缝较大处进行加固处理。
4混凝土梁裂缝的处理方法
目前常用的地下混凝土梁裂缝处理方法有以下几类：
4.1增大截面法：增大截面法加固梁，分三种情况：只增加钢筋不增大混凝土截面，钢筋和混凝土截面同时增大；变截面加固。这种方法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固，本工程经计算梁的配筋和截面大小符合设计要求，不需要增大截面。
4.2外包钢法：外包钢法加固梁是一种即简便又可靠的加固方法，特点是，截面尺寸影响较小，承载力可大幅度提高。对于T形截面连续梁梁顶负弯区，一般是采用双扁钢外包，单纯斜截面受剪承载力不足时，一般是采用“缀板+螺杆”进行加固；为形成封闭箍，构造上尚应辅之以短角钢（长度与缀板宽度相等）和垫板（兼缀板）。外包型钢与梁基材混凝土的结合面，采用改性环氧树脂胶粘剂进行灌注。
4.3粘钢法：粘钢法加固梁是用特制结构胶将钢板粘贴于梁的上下表面，用以补充梁的配筋量不足，达到提高梁截面承载力的目的。与外包钢法相比，粘钢法较适合于梁的正截面受弯加固，尤其是简支梁。
4.4纤维复合材料加固法：纤维复合材料加法加固梁，是用特制的结构胶将碳纤维、S或E玻璃纤维等复合纤维片材粘贴于梁的受力表面，用以补充梁的配筋量不足，达到提高梁的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的目的，是曲面梁加固的最佳方法。
4.5外加预应力法：外加预应力法加固即有梁，按工艺方法的不同分为高强钢筋机械张拉和普通钢筋手工张拉，这两种张拉法适用于原构件截面偏小或需要增加其使用荷载、原构件需要改善其使用性能或原构件处于高应力应变状态，本工程不适此法。
4.6增设支点加固法：增设支点加固梁，分刚性支点与弹性支点、预加支承力与非预加支承力等情况。增设支点法顾名思义，就是增加支承支点，优点是传力可造，缺点是对空间影响较大。本工程不推荐采用。
设计院结合以上对本工程有效的梁加固方法，具体采取处理措施如下：
首先，通廊局部裂缝表面微小处，暂时不影响结构安全，可正常使用，采用贴石膏条等手段继续观察，观察至10月底。對于小于0.3mm的裂缝，暂时可不予处理，出于美观考虑，可用水泥砂浆抹面；缝宽大于0.3mm的贯深裂缝，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。所有裂缝在以后仍需观察，以防裂缝发展，造成钢筋锈蚀、混凝土碳化，危害结构的整体性和安全性。在以后的观察使用过程中，缝宽大于2mm缝隙应根据实际情况采用碳纤维布等措施进行处理。
其次，5#、7#通廊各一处大梁支座裂缝较宽，出于结构安全考虑，尽快采取外包钢法加固，进行加固处理，见图6。加固后的外观见图7和图8。
图6
图7
5总结
5.1钢筋混凝土通廊梁与柱之间的连接一直是混凝土通廊连接的一个薄弱环节。由于大梁与柱、横向连接等刚度的差别较大，再加上设置混凝土滑动支座设置位置的不合理，至使温度变形不一致，最容易导致在混凝土梁与混凝土柱的连接部位，梁由于拉裂产生裂缝。如果设计时严格按照规范要求，在混凝土通廊的适当部位设置滑动支座，同时控制基础的沉降变化，可有效的减少裂缝的产生，利于混凝土通廊的外观整洁和正常使用。
5.2加固施工，应保证新旧部分能整体工作，避免不必要的大砍大凿，伤及未加固部分。
5.3加固混凝土梁的办法还有很多，但是一点要做的是必须综合治理，不能只治裂缝，应全面分析，就找出裂缝产生的真正原因，才能事半功倍。
参考文献：
［1］．林荣凤。烧结公司钢筋混凝土通廊裂缝原因分析。建筑知识。
［2］《混凝土结构加固改造构造图》（06SG311-1）
［3］《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006