大跨徑連續(xù)剛構橋梁常見問題與對策的研究

胡 未 謝偉偉

（贛州博達公路有限公司，江西 贛州341000）

1 常見病害

經過對國內已建成的大跨徑連續(xù)剛構橋梁的來看，通過調查，我國已成的大跨徑連續(xù)剛構橋梁中，出現(xiàn)的病害主要有以下幾種情況：跨中撓度過大；箱梁腹板、底板產生裂縫；墩頂0#梁段開裂；橋墩墩身裂縫。

2 裂縫形成的原因

目前，我國大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁橋裂縫形成的原因，主要有以下幾方面：在主橋總體設計中，跨徑比例、箱梁截面尺寸的擬定不合理；結構設計抗彎剪能力不足；對有預應力鋼束引起的附加力估計不足；對溫度應力的重視不夠；施工質量不好，其中包括：混凝土澆筑與養(yǎng)生不好、預應力鋼束的保護層厚度達不到設計要求、支架與模板變形過大、預應力張拉力不足、灌漿不及時或其它質量問題等。

2.1 腹板斜裂縫原因分析

腹板偏?。蝗∠素Q彎束；豎向預應力筋作用不如初期設計期待的好；施工粗糙，未達設計要求。

2.2 跨中底板縱向裂縫原因分析

底板厚度偏??；橫向普通鋼筋配設不強；張拉錨固未分批次張拉和未及時進行孔道灌漿。

2.3 頂板縱向裂縫原因分析

主梁截面箱寬與翼板寬不當，橫向預應力鋼束設置不合理；橫向預應力鋼束張拉時間不當，造成橫向預應力分布不均勻；箱梁溫度應力計算與實際清況不符。

3 后期主梁下?lián)线^大的原因分析

后期主梁下?lián)线^大的原因主要有以下幾個方面：當前大型預應力混凝土連續(xù)剛構橋梁一般采用泵送混凝土澆筑，混凝土強度高、水灰比較大，各種添加劑(減水劑、早強劑、緩凝劑)多，對混凝土的收縮徐變特性有較大的影響，尤其是對混凝土后期徐變的影響。加載齡期對混凝土的徐變有較大影響。預應力度的大小對混凝土的徐變有影響?；炷列熳冏冃渭哟?，預應力束的預應力損失也相應加大，進一步減小了預應力度，從而導致主梁下?lián)献冃沃导哟蟆?/p>

4 設計與施工對策

從對連續(xù)剛構橋出現(xiàn)問題的原因進行分析的結果來看，其實這些問題在早期并不影響結構的整體安全，但隨著時間的推移，會逐漸降低結構的耐久性。針對大跨徑連續(xù)剛構橋問題出現(xiàn)的特點，在設計與施工中可以采取相應的有效措施，來克服和盡量減少問題的產生。

4.1 箱梁裂縫的預防

根據(jù)現(xiàn)有橋梁問題的產生，箱梁的裂縫主要出現(xiàn)在腹板、底板和頂板，腹板裂縫多出現(xiàn)在L/4～L/8之間，底板裂縫多出現(xiàn)在跨中部位及邊跨現(xiàn)澆段。分析原因，主要是腹板內的剪應力、主拉應力和局部拉應力場作用的結果。針對這些情況，在設計與施工中可以采取以下措施：

選擇合適的箱梁下緣曲線。大跨徑連續(xù)剛構橋多采用變截面箱粱，底板下緣曲線常采用半立方拋物線和二次拋物線。采用二次拋物線可以使箱梁L/4～L/8段的梁高減小，減小了結構自重，但對克服該區(qū)段的主拉應力不利。

設計合適可靠的豎向預應力。箱梁施加豎向預應力的主要目的是克服主拉應力，豎向預應力的有效性，對箱梁腹板的受力影響很大。豎向預應力常采用精軋螺紋粗鋼筋或鋼絞線。

增加縱向預應力下彎束。由于豎向預應力的施工質量很難完全達到設計要求，適當增設腹板下彎束，對克服腹板內的主拉應力和剪應力有利，同時下彎束應彎至截面高度的2/3以下。在中跨跨中及懸臂中部設置橫隔板，提高箱梁畸變剛度，從而提高箱梁受力的整體性。

適當增加邊跨現(xiàn)澆段的底板和腹板厚度，并設置足夠的防崩鋼筋。由于受力和錨固的需要，邊跨底板預應力束在邊跨現(xiàn)澆段向頂板方向彎曲，且該處鋼束豎彎曲線半徑較小。鋼束彎曲產生的附加徑向力使預應力管道下緣混凝土承受徑向荷載的作用，底板因受過大的徑向力而容易產生崩裂。

合攏段的混凝土標號提高半級或一級。由于連續(xù)剛構橋往往具有跨度大，施工過程存在結構體系轉換的特點。合攏段不但是結構最薄弱的部分，而且該部分為后澆混凝土。箱梁合攏段混凝土的澆注，使得結構由原來的靜定結構轉換成了超靜定結構，同時由于合攏溫度的影響，使得該部分的應力狀況相對較為復雜，提高混凝土的等級，可以提高結構的抗裂效應。

合理確定箱寬與懸臂翼緣寬的比例，合理設置橫向預應力鋼束，使頂板在各種工況情況下不出現(xiàn)引起開裂的拉應力。適當加強橋面鋪裝鋼筋，如混凝土橋面，則應注意設置混凝士橋面變形縱向縫的位置。根據(jù)計算分析，合理設置箱梁橋面板橫向預應力鋼束張拉錨固程序，分批張拉橫向預應力鋼束，使橫向預應力分布趨于均勻。

4.2 墩頂0#梁段裂縫預防

通過分析，這些裂縫的產生主要是由于溫度內力、主梁預加應力及混凝土收縮引起的。為了防止裂縫的產生，設計與施工中可以采取以下措施：

箱梁0#梁段的橫隔板的厚度不宜太厚，應盡可能與頂板、腹板的剛度匹配，以改善箱梁0#梁段的受力狀況。

由于主墩墩頂彎矩較大，而墩、梁交接處為2次施工的分界點，使得該處受力不利。因此箱梁0#梁段的豎向預應力可延伸至墩頂以下5～10m，以改善墩、梁交接處的受力。

設置足夠的底板鋼筋，必要時設置臨時預應力。在箱梁0#梁段的內、外主筋的表面設置防裂鋼筋網片，同時箱梁0#梁段的混凝土中可加入抗混凝土開裂的杜拉纖維或鋼纖維，以提高結構的抗裂性能。

4.3 橋墩墩身裂縫預防

根據(jù)大跨徑連續(xù)剛構橋的受力特點，其墩身大多為柔性墩，常見的有雙肢薄壁墩和空心薄壁墩。雙肢薄壁墩常用于墩身不高的情況，墩身較高常采用空心薄壁墩。分析大跨徑連續(xù)剛構橋墩身開裂的原因，均是由于混凝土的收縮、日照溫差、內外溫差的影響，而造成表面開裂。為了減小混凝土的收縮，增強混凝土的抗裂性，設計與施工中除了配置足夠的受力鋼筋外，尚應在主筋的外表面設置防裂鋼筋網片，同時在混凝土中加入一定的抗裂防水膨脹劑。

4.4 跨中撓度過大預防

很多大跨徑連續(xù)剛構橋梁雖然在主梁的設計中設有足夠的預拱度，但在建成通車一段時間后，箱梁跨中均出現(xiàn)不同程度的下?lián)?，這不但給行車帶來麻煩，而且會使結構開裂、破壞，給結構帶來安全隱患。因此，在設計與施工中可以采取以下措施：

適當增加梁高，提高結構的承載能力。高、跨比是影響主梁受力的主要參數(shù)，適當增加梁高，可以提高結構的承載能力。

梁高，可增加主梁的剛度，改善主梁應力狀況。根據(jù)設計經驗，國內早期連續(xù)剛構箱梁根部梁高一般為中跨長度的1/16～1/18，近期設計的連續(xù)剛構橋，箱梁根部梁高一般為中跨長度的1/16～1/17。

設置足夠的施工預拱度?；炷恋氖湛s徐變對撓度的影響較大，而根據(jù)目前的理論，較難準確計算，因此適當加大跨中預拱度，以抵消箱梁的后期下?lián)稀?/p>

增加底板預應力束，并采用分批張拉，部分底板預應力束可滯后1年左右的時間，待混凝土完成一定的收縮、徐變后再張拉。

在中跨底板適當設置體外備用鋼束，待需要時進行張拉。

延長混凝土的加載齡期，減少徐變對結構的影響，如工期容許，要求縱向預應力的張拉齡期不少于7d。

在施工中要控制混凝土的坍落度最好在18厘米以下，并且盡可能的延長混凝土的加載齡期，并加強施工控制，保證主梁設計線形。

5 結束語

雖然連續(xù)剛構橋不論在設計方面還是在施工方面，都有較為成熟的經驗，而且在國內建成較多，但由于目前對連續(xù)剛構橋梁認識的局限性，很多大跨徑連續(xù)剛構橋均出現(xiàn)了不同程度的病害。如何克服和盡量減少病害的產生，是目前在設計與施工過程中急需解決的問題。

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