提出了实际中常用的加固图分类号:Ｕ４４５. ７１
文献标志码:Ａ
文章编号:１６７２ － ４０１１(２０１８)０７ － ０１５５ － ０３
ＤＯＩ:１０������ ３９６９ / ｊ������ ｉｓｓｎ������ １６７２ － ４０１１������ ２０１８������ ０７������ ０７７
箱梁腹板斜裂缝产生的原因与引起梁体跨中下挠的原
������１５５������
因类似ꎬ有混凝土收缩徐变、纵向预应力筋有效性降低、荷载 长期作用、腹板设计偏薄等ꎬ特别是竖向预应力筋的有效性 降低ꎬ是引起腹板开裂的另一个原因ꎮ
来高强混凝土的出现使混凝土收缩徐变问题变得更加复杂ꎮ 一些研究表明ꎬ混凝土收缩徐变的实际值及持续时长较目前 的理论值要大ꎬ尤其对高强混凝土表现得更加明显ꎮ 对于大 跨径连续刚构桥而言ꎬ由于梁体采用高强混凝土ꎬ其水灰比 低ꎬ致密性高ꎬ其干燥收缩、自发收缩、碳化收缩的影响均不 可忽视ꎮ 顶板薄且受日照较多ꎬ底板厚且受日照较少ꎬ当顶 板收缩大部分完成时ꎬ底板却还在进行大部分的收缩变形ꎬ 这样顶板与底板的混凝土存在较大的收缩差ꎬ导致主梁曲率 长期增加ꎬ梁体结构刚度下降ꎬ梁体跨中部位长期下挠ꎮ 此 外ꎬ由« 公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 涵 设 计 规 范» ( ＪＴＪ０２３—８５) 中的附录四列出的徐变系数的计算公式可知ꎬ 构件理论厚度越小ꎬ混凝土的徐变系数越大ꎻ加载龄期越短ꎬ 混凝土的徐变系数亦越大ꎮ 而大跨径连续刚构桥在设计时 为减轻自重ꎬ大多数采用高强的薄壁箱形梁ꎬ且受工期控制ꎬ 一般混凝土在浇筑 ３ 天左右就进行预应力张拉加载ꎬ从而ꎬ 因构件理论厚度小、加载龄期短等原因亦使混凝土徐变系数 大ꎬ梁体结构刚度下降ꎬ梁体跨中部位下挠增大ꎮ １. １. ２ 纵向预应力有效性的降低
大跨径连续刚构桥吸收和继承了连续梁桥和 Ｔ 型刚构 桥的受力特点ꎬ梁体连续、梁墩固结ꎬ既保持了连续梁无伸缩 缝、行车平顺的优点ꎬ又保持了 Ｔ 型刚构不设支座、不需转换 体系的优点ꎬ具有结构整体性能好、抗震能力强、桥体简洁明 快ꎮ 与此同时ꎬ由于设计经验不足、施工质量控制不严、运营 年限增加、长期处于超限运输状态等原因ꎬ导致一些连续刚 构桥在运营几年后便出现了不同程度的病害ꎮ 本文总结并 分析了各种典型病害ꎬ并提出了目前常用的加固方法ꎮ
１ 大跨径连续刚构桥典型病害及成因
目前ꎬ一些大跨 径 连 续 刚 构 桥 出 现 的 病 害 主 要 有: 梁 体 跨中部位下挠、箱梁腹板斜裂缝、箱梁底板横向裂缝、箱梁底 板纵向裂缝、箱梁顶板纵向裂缝ꎮ 本文从设计、施工及运营 等方面综合考虑ꎬ分别分析了各个病害的成因ꎮ １. １ 梁体跨中部位下挠原因
结构一旦形成ꎬ便会有其自己的刚度ꎬ但随着时间的增 长ꎬ构件的刚度也会降低ꎮ 在一、二期恒载的长期作用下ꎬ受 压区混凝土发生徐变ꎬ受拉区混凝土与钢筋之间的粘结作用 逐渐降低ꎬ钢筋平均应变增大ꎬ受压区与受拉区混凝土的收 缩不一致ꎬ从而导致构件的曲率增大ꎬ构件的刚度降低ꎬ梁体 跨中挠度增大ꎮ 此外ꎬ汽车活载尤其是大量的超重、超载车 辆在桥梁上的通行ꎬ使桥梁严重超负荷运行ꎬ更是加剧了这 种效应ꎬ加重梁体跨中下挠ꎮ １. １. ４ 预拱度设置偏小
在桥梁设计时ꎬ因为对结构中有时间相关性的影响因素 的考虑不全面ꎬ如混凝土的收缩徐变、有效预应力的时变特 性、箱梁截面不同板厚对收缩徐变的影响等ꎬ国内现有的计 算手段不完善ꎬ导致预拱度的设计值偏小ꎮ 而施工时ꎬ一般 采用悬臂施工ꎬ分段浇筑ꎬ又急于赶进度ꎬ使桥梁线性控制出 现偏差ꎬ最后采用调节桥面铺装厚度的方法弥补误差ꎬ造成 实际恒载超出设计ꎬ加剧梁体跨中下挠ꎮ １. ２ 箱梁腹板斜裂缝
梁体跨中部位下挠是大跨径连续刚构桥最常见的病害 之一ꎬ其不仅破坏桥体美观ꎬ加大桥梁养护费ꎬ更会降低桥体 结构安全度ꎮ 因此ꎬ有必要对梁体跨中下挠问题的成因加以 分析ꎬ控制其发展ꎮ 目前国内外比较认同的导致大跨径连续 刚构桥梁体跨中下挠的主要原因有:①混凝土收缩徐变ꎻ② 纵向预应力有效性的降低ꎻ③荷载长期效应的影响ꎻ④预拱 度偏小ꎮ 这些因素有些不但具有较大的随机不确定性ꎬ而且 还相互耦合ꎮ １. １. １ 混凝土收缩徐变
混凝土的收缩徐变具有很大的不确定性ꎬ是影响大跨径 连续刚构桥梁体跨中部位下挠的主要原因之一ꎬ特别是近年
收稿日期:２０１８ － ０１ － ３０ 作者简介:马惠香(１９８７ － ) ꎬ女ꎬ河北唐山人ꎬ硕士ꎬ助教ꎬ主要研究方 向:桥梁加固、检测与监测ꎮ 基金项目:重庆工商大学融智学院博士项目(２０１６０１)
０ 前 言
我国历史悠久ꎬ地广天辽ꎬ是世界上建设桥梁相对较早ꎬ 同时也是桥梁数量拥有相对较多的国家ꎮ 近年来随着高速 交通的不断发展ꎬ桥梁数量不断增多ꎬ桥梁长度不断增大ꎬ桥 梁跨径也不断增加ꎮ 同时ꎬ随着经济交通的快速发展ꎬ人们 对行车舒适度要求的不断提高ꎬ大跨径连续刚构桥以其独特 的优势顺势发展ꎮ
梁体全桥纵向预应力损失严重ꎬ导致结构预应力有效性 大幅降低ꎬ是引起跨中下挠的重要原因之一ꎮ 有研究表明ꎬ 预应力有效性越大ꎬ混凝土收缩徐变变形越小ꎬ梁体刚度越 大ꎬ则梁体跨中下挠程度越小ꎮ 预应力体系的有效作用效应 亦有一定的时间相关性ꎬ随时间的增长ꎬ也会产生一定的损 失ꎮ 预应力筋的不合理布置、混凝土较大的收缩徐变、预应 力钢筋与孔道壁之间较大的摩擦、施工时孔道压浆的不合格 质量等问题都会引起预应力的损失ꎮ 受这些因素的影响ꎬ主 梁正弯矩区底板纵向预应力和负弯矩区顶板纵向预应力有 效性降低ꎬ梁体结构刚度下降ꎬ从而使梁体跨中下挠ꎮ １. １. ３ 荷载长期效应的影响
大跨径连续刚构桥典型病害及加固方法综述
马惠香ꎬ康建功ꎬ黄 兰
( 重庆工商大学融智学院ꎬ重庆 ４０１３２０)
摘 要:大跨径连续刚构桥是近年来运用较广的桥型之一ꎬ
但同时存在着梁体跨中下挠、箱梁腹板斜裂缝、箱梁底板横
向裂缝、箱梁底板纵向裂缝、箱梁顶板纵向裂缝等典型病害ꎮ
本文从设计、施工及运营等方面分析了各种病害的成因ꎬ并