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《大跨度混凝土連續(xù)梁橋的病害成因分析.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、大跨度混凝土連續(xù)梁橋的病害成因分析連續(xù)體系橋梁又可以分為連續(xù)梁橋與連續(xù)剛構(gòu)橋，但是由于兩者在跨越能力、受力特點與施工方法上較為接近，因而表現(xiàn)的病害形式也具有一定共性。在我國，對于單跨跨度超過60m的混凝土連續(xù)橋梁，經(jīng)常采用滑移支架或掛藍逐段澆筑成形，利用這兩種方法施工的橋梁不僅施工過程中的結(jié)構(gòu)體系與成橋時有明顯區(qū)別，而且在施工過程中結(jié)構(gòu)體系、荷載類型與量值等反復(fù)變化，加之施工周期較長，不確定性因素多，因而在大跨度混凝土連續(xù)橋梁上出現(xiàn)了變形過大、混凝土開裂等病害現(xiàn)象。相關(guān)單位對180座已經(jīng)出現(xiàn)病害的該類橋梁進行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)該類橋梁病害現(xiàn)象較為嚴重。
2、為此，針對國內(nèi)數(shù)十座出現(xiàn)病害橋梁的相關(guān)資料進行了分析，進一步總結(jié)了病害在時間與空間上的發(fā)展規(guī)律與趨勢，分析了病害形成機理，提出若干控制病害發(fā)生的措施?！ ?、跨中撓度過大與腹板斜向開裂 大跨度連續(xù)體系橋梁的長期變形一般較大，在我國的橋梁設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：當預(yù)應(yīng)力導(dǎo)致的長期變形小于結(jié)構(gòu)自重以及部分活荷載導(dǎo)致的長期變形時，需要事先設(shè)置一定的預(yù)拱度來抵消這種變形，從而保證橋梁長期運營后的線形平順。但根據(jù)報道，我國大量該類橋梁在建成通車一段時間后，跨中出現(xiàn)嚴重的梁體下?lián)?，L/4跨徑附近的箱梁腹板出現(xiàn)斜向裂縫，橋梁線形不順，剛度降低，給行車帶來麻煩，造成安全隱
3、患(見表1)?！ 谋?可見，出現(xiàn)撓度過大的預(yù)應(yīng)力橋梁一般具有以下幾個特點：a．橋梁實際撓度一般遠遠大于按照規(guī)范計算的預(yù)測值，表2為國內(nèi)某咨詢單位對多座橋梁長期變形計算得到的預(yù)測值，對比表1與表2可見，主跨在120～230m之間跨中撓度最大值不超過8cm，而實測值均在16cm以上；b.撓度過大與腹板斜向裂縫具有共生性，即在出現(xiàn)撓度過大的橋梁無一例外地出現(xiàn)腹板開裂現(xiàn)象，部分橋梁也出現(xiàn)底板橫向裂縫與縱向裂縫；c．大多數(shù)橋梁L/8到3L/4之間腹板斜向裂縫呈現(xiàn)上寬下窄特征，位置靠近腹板的上托板，裂縫與水平夾角一般為15～35，靠近跨中部位腹板裂縫則基本
4、呈水平形狀。少數(shù)橋梁的腹板斜向裂縫從錨固齒板后底板處產(chǎn)生，并逐漸向上發(fā)展，一直到達翼板，裂縫呈現(xiàn)下寬上窄的特征，裂縫與水平夾角一般為35～48；d．出現(xiàn)病害的橋梁一般為變截面形式，少數(shù)為等截面，無一例外地采用掛籃節(jié)段法施工，橋梁預(yù)應(yīng)力主鋼筋采用分段配筋形式，靠近支座附近在頂板與腹板布置懸臂索，跨中在底板內(nèi)布置連續(xù)索，連續(xù)索一般錨固在跨長的L/8到L/4之間；e．根據(jù)部分橋梁的跟蹤監(jiān)測，腹板斜向裂縫的寬度一般夏季大于冬季，最大可以增加20%；f．撓度過大與腹板斜向裂縫一般在橋梁運營4～5年后顯現(xiàn)，腹板斜向裂縫一般先在L/4附近出現(xiàn)，逐漸向跨中發(fā)展，個別
5、橋梁繼而跨中底板出現(xiàn)橫向裂縫；g．個別橋梁下?lián)犀F(xiàn)象在運營幾年甚至十幾年后基本呈線性持續(xù)發(fā)展，沒有穩(wěn)定的趨勢。如虎門大橋輔航道橋在1997年到2003年為期7年的跟蹤監(jiān)測中就發(fā)現(xiàn)跨中下?lián)蠟?6cm，折合跨徑為1/1038，遠遠超過原先的預(yù)留值10cm，而且下?lián)咸幱诔掷m(xù)發(fā)展當中，沒有出現(xiàn)穩(wěn)定趨勢?！ ?、箱梁底板開裂與剝離 大量的普查發(fā)現(xiàn)，采用單懸臂轉(zhuǎn)連續(xù)、掛籃懸臂平衡法施工的連續(xù)梁與連續(xù)剛構(gòu)，在橋梁施工與運營過程中底板極易出現(xiàn)多種病害形式： 1)底板錨固齒板后端的橫向裂縫與斜向裂縫。對于節(jié)段施工的橋梁，在橋梁運營一個時段后，底板上錨固跨中連續(xù)索的齒
6、塊后端會出現(xiàn)橫向與斜向裂縫。某大橋的南北引橋連續(xù)箱梁，在運營六七年后在箱梁底板預(yù)應(yīng)力錨固齒板后端出現(xiàn)橫向裂縫，而后從底板與腹板交界處沿45。方向在腹板上向上擴展。經(jīng)過系列研究，該類型的裂縫產(chǎn)生機理已經(jīng)基本清楚：主要是因為齒板錨固集中力與外荷載整體彎矩在齒板后端產(chǎn)生了耦合，但是許多橋梁設(shè)計計算中忽略了集中力導(dǎo)致齒板后端的拉應(yīng)力，因而計算拉應(yīng)力遠遠小于實際拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致了裂縫的出現(xiàn)?！ ?)對于采用移動式模架逐孔現(xiàn)澆法施工的多跨連續(xù)梁，在單懸臂狀態(tài)下進行底板縱向預(yù)應(yīng)力張拉時，經(jīng)常引發(fā)底板的縱向裂縫，裂縫一般從懸臂端產(chǎn)生逐漸向橋墩擴展1～2m左右。這類裂
7、縫目前已經(jīng)在多座采用滑移模架施工的連續(xù)梁橋上陸續(xù)出現(xiàn)，為此許多學(xué)者分別進行了專項研究，基本搞清楚了導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的力學(xué)機理：由于在澆筑下一個梁段時，移動模架后端需要臨時錨固在前期施工的懸臂端頂板與底板上，因而在底板腹板位置以及底板橫向形成集中力，加之縱向預(yù)應(yīng)力索在懸臂端腹板上需要臨時錨固后接長，因而在懸臂端腹板上形成若干縱向集中力的作用。集中力以及梁體自重在懸臂端的橫向框架效應(yīng)會在底板橫向產(chǎn)生拉應(yīng)力、而預(yù)應(yīng)力的深梁效應(yīng)也會在底板形成拉應(yīng)力，這兩種拉應(yīng)力單獨或疊加后超過混凝土抗拉強度后，懸臂端底板就會沿縱向形成裂縫?！ ?)底板跨中合龍段的縱向裂縫與剝離
8、破壞。對于節(jié)段施工的大跨度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，合龍段的底板經(jīng)常在合龍索張拉過程中出現(xiàn)多種嚴重破壞現(xiàn)象：一
