连续刚构桥常见病害及对策

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1、器桥梁工程连续刚构桥常见病害及对策栗勇李照明姜鹏北京市市政程设计研究总院北京摘要连续刚构桥是我国桥梁工程中最常用的结构形式之一但已建桥梁中己普遍岀现了跨中下挠过大、腹板斜裂缝、底板裂缝等病害。从设计角度出发。分析了设计中为避免上述病害发生『应当注意的问题。关键词连续刚构下挠斜裂缝底板裂缝中图分类号文献标志码文章编号连续刚构桥多为预应力混凝土结构。主梁为薄壁箱梁。该种桥型以其结构刚度大、行车平顺舒适、仲缩缝少和养护简便等一系列优点备受业主、设计单位和施工单位的欢迎。从世纪年代起预应力混凝土连续刚构桥在我国得到了迅速发展和广泛应用。H前在的跨径范围内预应力混凝土连续刚构桥

2、已经成为主要桥型Z-o然而。随着预应力混凝土连续刚构桥在我国各地的广泛应用有关该种桥型的病害报告也越来越多主要有跨中下挠过大、腹板斜裂缝、底板裂缝等。针对这些病害木文分析其可能存在的成因。并结合一些处理经验和措施从设计角度提出了需要注意和加强的要点。以便通过对设计指标的控制以及必要的构造措施的采取来降低和消除可能出现的病害。跨屮下挠问题及对策问题成因由表可见。大跨径预应力混凝土连续刚构桥的跨屮下挠过大是国内、外桥梁建设中普遍存在的问题从另一侧面也说明人跨径预应力混凝土箱梁跨中下挠在设计、施工技术上的确存在缺陷。表典型人跨径预应力混凝土连续箱梁桥跨中卜•挠悄况人跨径预应

3、力混凝十•箱梁跨中下挠不仅导致桥梁养护费用人幅增加破坏桥梁美观更重要的是造聿药笈木一万方数据成桥梁交通运营和结构安全度的降低。因此有必要对引起下挠的问题从设计计算、施和处治等各环节进行详细的理论与试验分析力求对这一现象进行有效的控制。跨中持续下挠问题「分复杂影响因素较多国内工程界己做过人量的分析研究工作归纳起来大致有以下一些因素对混凝土的收缩徐变认识不足设计的收缩徐变挠度远小于实际导致结构下挠大对各施工阶段主梁挠度值的控制认识不足导致成桥后存在初始挠度以至结构在长期荷载作用下徐变挠度不断增加预应力度的大小预应力度是由预加应力产生的等效荷载与外荷载产生的弯矩慨《公桥规》

4、定义为作用效应组合下的弯矩值的比值下挠会导致结构开裂而开裂义加人下挠二者互相影响形成恶性循环对预应力长期损失估计偏低运营阶段在长期活载作用下活载挠度也会引起活载徐变挠度值的增加施丁方法特别是合拢方式导致不利的成桥应力状态过早加载导致预应力徐变损失增大从而使徐变挠度增大预应力管道灌浆不饱满施T超方的影响。对策上述因素有着长期的随机性和不确定性而且还相互耦合。因此很有必要从设计方面对主梁下挠提出控制标准。从设计方面考虑大跨径连续刚构桥主梁的下挠原因是纵向预应力用量偏少或有效预应力不足结构徐变挠度考虑偏小结构开裂导致刚度降低产生下挠。结构徐变挠度考虑偏小是跨屮下挠的主要直接

5、因索而结构徐变挠度与结构的弹性挠度有关徐变挠度与弹性挠度基本同方向、成比例。因此首先应控制结构在除混凝上收缩徐变外的弹性挠度。从而控制混凝土收缩徐变挠度最终达到控制结构跨屮下挠的日的。因此悬臂施工阶段顶、腹板钢束的配置应充分考虑平衡施工阶段荷载主梁口觅尽可能让悬臂施工阶段的主梁挠度较小。桥梁工程器同时跨中底板的钢束用量直接影响到弹性挠度从而影响徐变挠度因此设计时应考虑有效预应力。适当增加主梁跨中底板钢束用量。以提高预应力度减少主梁下挠值甚至使主梁上挠。为应付将来可能出现跨中下挠也可以额外配置体外预应力。当出现主梁下挠时可对体外预应力进行张拉以消除跨中下挠。腹板斜裂缝问

6、题及对策腹板出现斜裂缝是大跨径连续刚构桥较常出现的病害。从受力方面來说主要原因是计算主拉应力时考虑阕素不全面导致计算主拉应力值比实际值偏小另外由于竖向预应力的有效应力较低使实际的主掩应力值比计算的要人。结合这两方面原因就会使得实际的主托应力值比计算值大得多。一公路钢筋混凝上及预应力混凝土桥涵设计规YLL》中十-丿N力计算公式为。000000000000000000000000•oO•••••一必一千、式中为构件混凝土中的主拉应力为构件混凝土中的主压应力为在计算主应力点由预应力和按作用或荷载短期效应组合计算的弯矩产生的混凝土法向应力为由竖向预应力钢筋的预加力产生的混凝土

7、竖向压应力为在计算主应力点。由预应力弯起钢筋的预加力和按作用或荷载短期效应组合计算的剪力产生的混凝土剪应力。规范公式中仅从纵向和竖向二维来分析主托应力。实际箱梁是三维受力模式。所以应该考虑横向因素的影响。箱梁是框架结构由于底板的自重以及上翼缘的悬臂箱梁腹板在自重、活载、温度荷载、张拉纵向预应力引起的径向力等荷载作用下腹板各断面受力不同有的断面受拉有的断面受压所以通常是腹板内侧拉应力较大。设计屮在计算主拉应力时应考虑上述因素对腹板主拉应力的影响即规范中的值应是竖向预应力提供的压应力与温度、活载和张拉纵向预应力引起的径向力等荷载产生的应力叠加。主拉应力控