大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋病害與加固

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074)

一、連續(xù)剛構橋常見的病害及成因

近年來，我國及世界范圍內所修建的大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋在建成成橋通車行后，隨之會出現(xiàn)一些“毛病”，外觀上最顯著的就是“下彎”，其次就是一條條“線”。該種橋梁存在的主要的病害有大概兩種:一種是主梁橋跨跨中下?lián)咸貏e明顯，直觀的反應就是中間的部分向下彎，有些較小。有的則達到危橋狀態(tài)。湖北黃石長江大橋是一座五跨預應力混凝土連續(xù)剛構橋，在成橋通車運行幾年之后，該橋梁跨中部分的下?lián)弦恢痹谶M行。且在7年后，較建成時已有較大的撓度變化，2號墩已達30cm以上，4號墩達到20cm以上，主梁下?lián)系那闆r相當棘手。其次是橋梁出現(xiàn)的裂縫。頂板、腹板、底板都會出現(xiàn)大大小小的裂縫。

(一)跨中下?lián)霞俺梢?/h3>

大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋跨中下?lián)弦呀?jīng)成為了一個比較棘手的問題，成因很多且都較為復雜，歸結起來有以下幾個方面：混凝土的收縮徐變的影響，我國大跨徑連續(xù)剛構橋大多采用薄壁箱型梁。相關論文表明，加載會影響混凝土徐變，加載時間短的話，徐變混凝土越大，而且都采用高強度的混凝土，而且我們大都在澆筑3天后就開始對橋梁進行加載，預應力張拉，預應力鋼筋和混凝土會有著聯(lián)系，導致徐變系數(shù)變大，會導致下彎即撓度變大。同時，預應力鋼筋和混凝土會有著聯(lián)系，因為下?lián)?，預應力鋼筋的強度減小，也就是剛拉性能降低，有實驗證明混凝土的變形會增大；反之，橋梁的預應力鋼筋的強度較大的話，抗拉強度高，影響混凝土較小，混凝土就會相對變??；橋梁的預應力鋼筋的強度如果受到影響而變小的話，混凝土就會受到影響會變大，隨之，就意味著橋梁整體變形增大，也就是會出現(xiàn)我們看到的“下彎”的情況，“下彎”的越明顯，就越會導致主梁性能降低，簡短橋梁的適用壽命。

(二)梁體裂縫及成因

裂縫是橋梁遭受的病害中最常見的病害，裂縫的分類有多種。坐落在華南地區(qū)的某大橋，全長1668米，是主跨為220m的大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋，澆筑完混凝土放置一段時間后，去掉臨時支撐，隨即出現(xiàn)了豎向的裂縫，靠近墩頂處的地方有豎向裂縫的產生，在橋梁中跨跨中，箱梁腹板也有豎向裂縫。廣東某大橋在當時，是最大跨徑的預應力混凝土連續(xù)剛構橋在世界范圍內，通車幾年后進行監(jiān)察時發(fā)現(xiàn)，箱梁腹板同樣出現(xiàn)了豎向裂縫，跨中也出現(xiàn)了豎向裂縫，另外，還有部分斜裂縫，斜裂縫與豎直方向成一定的角度，分布較為規(guī)律性。

二、連續(xù)剛構橋加固方法

(一)體外預應力

體外預應力是一種無黏結力，“體外”就是放置在物體外部，在橋梁中就是截面外部即混凝土構件外部，因為它是無粘結力，那么體外預應力可以放置在混凝土截面內部且不與混凝土黏結的。體外預應力按照錨固的形式可以分為集中錨固和分散錨固，集中錨固就是把預應力鋼筋固定在支點處，反之，分散錨固就是把預應力筋錨固在橋梁跨中每個斷面處。當然還有混合錨固的形式，才用集中錨固和分散錨固的形式分成兩部分分別錨固。

體外力放置在梁體外部，便于施工，工序簡單易操作，澆筑混凝土不需要留孔道，很方便，重要的是能夠讓我們檢修人員便于觀察。若采用體外預應力加固方案對橋梁進行加固時，不對通行造成影響，可以在保通情況下進行施工，等等還有很多優(yōu)點。當然，體外預應力加固技術也有很多缺陷。體外預應力筋暴露在外面，容易受到“傷害”，主要有碰撞和火損，主要有碰撞和火損。相對于體內預應力筋，一旦錨固端部失去能力即失效，那么體外預應力筋就會失去“力量”，所以錨固端較體內預應力應該嚴加保護。

(二)減輕恒載

橋梁服役一段時間后，會出現(xiàn)各種病癥，如開裂、下?lián)?，我們對其承載能力進行詳細的驗算分析后，有必要采取適當?shù)拇胧ζ錅p輕部分恒載，以滿足我們對該地段交通量通行能力的要求。減輕恒載，顧名思義，就是減輕橋梁本身的自重，比如拱橋設置腹孔，梁橋運用T梁、箱型梁、空心板等，或者在加固中拆掉一些附屬物。

(三)斜拉加固體系

根據(jù)對體外預應力的分析研究，我們可以把體外力看作是一個個彈性支承，與原結構共同受力，那么我們可以聯(lián)想到斜拉橋的體系，它是利用斜拉索作為彈性支承來支撐橋梁，因而在橋梁加固中我們可采用斜拉加固體系，也可采用部分斜拉加固體系，部分斜拉體系不同于箱梁橋，也不同于傳統(tǒng)斜拉橋體系，它類似于二者之和。

部分斜拉加固體系中，原橋梁的墩、梁和新建的塔的關系可分為固結體系和塔、梁分離體系，部分斜拉橋的斜拉索錨固在剛橫梁或者在新增加的齒板上。

三、結語

本文介紹了大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋的發(fā)展現(xiàn)狀和各種病害情況，并對病害產生的原因進行了詳細的分析。并對體外預應力加固技術進行了詳細的介紹、分析，總結了體外預應力技術的優(yōu)缺點；同樣也介紹了減輕恒載、斜拉加固體系這兩種方法。

橋梁建成運營一段時間后，需要對其進行“保養(yǎng)”。但如何有效、快速、持續(xù)性地對橋梁實施加固在今后的發(fā)展中仍然是值得我們思考的問題。

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