Глубокий анализ кольцевого растрескивания бетонных опор линий электропередачи

В производстве и применении бетонных опор кольцевое растрескивание (сокращенно «кольцевая трещина») является одним из наиболее пристально отслеживаемых показателей качества в отрасли. Согласно национальному стандарту «Бетонные опоры кольцевого сечения» (GB4623-2025), для железобетонных опор кольцевые трещины шириной не более 0,20 мм при нагружении до испытательной нагрузки на раскрытие трещин считаются допустимыми, а остаточная ширина менее 0,05 мм после снятия нагрузки признается приемлемой. Тем не менее, даже когда ширина трещины находится в пределах допуска, конечные пользователи часто задают вопросы в ходе фактических приемочных проверок. Углубленное исследование причин кольцевого растрескивания является не только технической задачей, но и проявлением нашей приверженности качеству.

Основной механизм кольцевого растрескивания

Прочность бетона на сжатие значительно превышает его прочность на растяжение, причем последняя обычно составляет лишь около одной десятой от первой. Когда кольцевые растягивающие напряжения в локальной зоне опоры превышают собственный предел растяжения бетона, возникают кольцевые трещины. Согласно результатам конечно-элементного анализа, кольцевые растягивающие напряжения относительно концентрируются вблизи отметки высоты 2,4 метра, что делает эту зону особенно восприимчивой к кольцевому растрескиванию. Это объясняет, почему такие трещины преимущественно появляются в определенных сегментах нижней-средней части опоры.

С точки зрения производственного процесса, причины кольцевого растрескивания в основном сосредоточены в следующих аспектах:

Неправильное приложение предварительного напряжения: Если усилие натяжения предварительно напряженной арматуры не соответствует технологическим требованиям или если потери предварительного напряжения в процессе приложения чрезмерны, бетон не получит достаточного сжимающего предварительного напряжения, чтобы эффективно противодействовать растягивающим напряжениям от последующих нагрузок. Как правило, сжимающее предварительное напряжение в бетоне должно контролироваться в пределах 20% от класса бетона. И наоборот, если значение предварительного напряжения слишком высоко, поперечное растягивающее напряжение возрастает и также может превысить сопротивление бетона растяжению, что приводит к образованию трещин.

Несоответствующая прочность при распалубке: Недостаточный контроль за точностью дозирования бетонной смеси, плотностью центробежного уплотнения и режимами пропаривания (время нагрева и выдержки) может привести к недостаточной прочности при распалубке. Если опора подвергается нагрузке до достижения достаточной распалубочной прочности, с высокой вероятностью возникают необратимые структурные кольцевые трещины.

Нестандартные погрузочно-разгрузочные работы и складирование: Удары, перекатывание, раскачивание во время распалубки, подъема и транспортировки, а также неправильное расположение точек строповки и опор при штабелировании вызывают воздействие на опору ударных нагрузок или локальных напряжений, превышающих расчетные значения, что провоцирует образование кольцевых трещин.