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大跨径预应力混凝土连续梁桥检测及病害成因分析
2015-05-29  中国桥梁网 分享到:
关键词:大跨径 预应力 混凝土 连续梁桥 

   一、桥梁概况

   国内沿海某高速公路一座连续梁桥为整体式路基双幅桥,桥梁跨径组合为11×30m+(65+3×100+65)+12×30m。检测主要针对主桥(65+3×100+65m)连续梁结构,主桥半幅桥宽13.25m。主桥上部结构型式为变截面预应力混凝土连续箱梁,箱梁为三向预应力体系单箱单室结构,下部采用薄壁空心墩,桩基础。桥面为水泥混凝土铺装,支座为QZ盆式橡胶支座。设计荷载为汽-超20,挂-120。

   大跨径预应力混凝土连续梁桥检测及病害成因分析

   图1  桥梁概貌

   二、结构主要病害

   检测发现主要病害如下:

   1、顶板纵向裂缝

   主桥各孔箱梁顶板底面均存在多条纵向裂缝,裂缝断续分布整个顶板底面,纵、横桥向间隔分布,无明显规律,裂缝宽度为0.10mm~0.36mm,长度为0.1m~4.7m;

   大跨径预应力混凝土连续梁桥检测及病害成因分析

   图2  箱梁顶板纵向裂缝

   2、腹板斜向裂缝

   在箱梁内部,个别腹板局部位置存在斜向裂缝,如11号墩、16号墩顶距支点0~5m范围内,裂缝宽度为0.10mm~0.44mm,长度0.3m~1.7m,第13孔L/4~L/2处,裂缝宽度为0.12mm~0.14mm,长度0.6m~1.0m;

   在箱梁外部,左幅第12孔右侧腹板距11号桥墩7.5m范围内有3条斜裂缝,裂缝宽度为0.10mm,长度0.7m~2.0m。

   大跨径预应力混凝土连续梁桥检测及病害成因分析

   图3  第十二孔箱梁内病害示意图

   大跨径预应力混凝土连续梁桥检测及病害成因分析

   图4  第十六孔箱梁内病害示意图

   3、横隔板裂缝

   大部分横隔板存在竖向裂缝,裂缝宽度0.10mm~0.70mm,长度0.2m~1.3m,如12孔~16孔跨中横隔板,12~15号墩顶横隔板,个别横隔板存在横向裂缝,裂缝宽度为0.10mm~0.18mm,长度0.1m~2.75m。

   4、底板裂缝

   箱梁底板底面,左幅第12孔距11号桥墩7.5m范围内有5条裂缝(其中4条为斜裂缝),裂缝宽度为0.10mm~0.38mm,长度0.7m~4.0m。

   三、桥梁主要病害成因分析

   1、顶板纵桥向裂缝

   该桥顶板纵桥向裂缝较多,纵、横桥向间隔分布,无明显规律,因此判断为混凝土受温差或收缩引起的局部应力使顶板开裂。箱梁顶板在强烈的日照辐射下横截面的竖向温差很大,在温度荷载作用下会产生较大的横向温度应力。由于预应力混凝土结构中纵向强大的预应力及其管道对截面的削弱,箱梁顶板混凝土的横向抗拉强度低于纵向,从而导致顶板底部混凝土出现纵向裂缝。随着时间推移和超载车辆的反复作用,顶板纵向裂缝数量增加,长度、宽度逐渐发展。

   2、腹板斜向裂缝

   在正常使用极限状态下计算表明:11号及16号墩附近箱梁腹板处主拉应力达到2.71MPa。腹板偏薄,竖向预应力损失,主拉应力超限引起腹板斜向开裂。

   3、横隔板裂缝

   横隔板裂缝以竖向裂缝为主,横向裂缝较少,裂缝较多的分布于人洞上方位置。裂缝分布不对称,规律性较差。分析原因为隔板施工不良或施工温度控制不到位及复合受力状态下多重因素造成。

   4、底板裂缝

   11号桥墩附近的底板裂缝为不同方向,判断可能是由于底板在此处有大量底板钢束锚固,局部应力影响所致。
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