預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工中腹板斜裂縫分析

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1、鐵道建筑24RailwayEngineering文章編號：1003-1995(2010)11．0024—03預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工中腹板斜裂縫分析郭凡，楊永清，劉國軍(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，成都610031)摘要：白水沖特大橋箱梁在懸臂施工過程中出現(xiàn)腹板斜裂縫，通過對裂縫出現(xiàn)位置、走向和形態(tài)的分析，認(rèn)為裂縫并非受力裂縫?；炷翍?yīng)變測試結(jié)果表明，張拉鋼束引起的垂直鋼絞線的混凝土橫向膨脹超過極限拉應(yīng)變，裂縫產(chǎn)生的主因是設(shè)計中對錨固區(qū)局部應(yīng)力考慮不足，經(jīng)錨固端一定范圍增設(shè)鋼筋即可抑制開裂。該橋裂縫的分析和處理為同類問題提供參考，

2、同時也說明，設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)中若能周全考慮，很多裂縫可以避免。某些裂縫經(jīng)適當(dāng)處理，亦不會對結(jié)構(gòu)安全和使用性能造成大的影響。關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土腹板斜裂縫局部應(yīng)力中圖分類號：U448．215；U448．35文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的PC箱梁橋，在短期效應(yīng)單箱單室三向預(yù)應(yīng)力體系；3個主墩為復(fù)合式橋墩，最組合作用下，構(gòu)件受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，更不允低墩高74．4m，最大墩高105．0In，墩頂75．0ITI范圍許混凝土開裂；即使部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，允許在短為雙柱式薄壁墩身，雙薄壁墩中間設(shè)一道橫向聯(lián)系梁，期效應(yīng)組合

3、作用下控制截面混凝土受拉邊緣出現(xiàn)拉應(yīng)雙薄壁墩下采用30nl的混凝土剛性薄壁箱墩，增加橋力或開裂，拉應(yīng)力或裂縫均應(yīng)限制在較低的水平，且在梁的穩(wěn)定性。主橋上部構(gòu)造及現(xiàn)澆橋面板采用C50永久效應(yīng)組合作用下不出現(xiàn)拉應(yīng)力，卸載后裂縫閉合?；炷?，橋墩采用C40混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用但工程實踐中，大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，普遍出ASTMA416—97270級鋼絞線。設(shè)計荷載等級汽車一超現(xiàn)腹板斜裂縫和跨中底板橫向裂縫¨。20級，掛車一120級。大橋軸線平面處于直線、緩和PC箱梁橋裂縫按其產(chǎn)生的原因，大致分為①在靜曲線和圓曲線上，其中直線段長1

4、06nl，緩和曲線144載、動載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的受力裂縫，如彎曲裂縫、剪in，其余為圓曲線，水平橋梁線型最大偏移65in。15切裂縫和局部應(yīng)力裂縫等；②由溫度變化、混凝土收墩處于直線段上，16墩處于緩和曲線段上，17、18墩縮、基礎(chǔ)變位等引起的變形裂縫。可見，裂縫的成因多處于圓隨線段上，圓曲線半徑900nl。該橋特點(diǎn)不但而復(fù)雜，且相互影響，增加了裂縫成因分析的難度。但是一平彎橋，且有較大縱坡，超高變化較大，其結(jié)構(gòu)行每條裂縫均可根據(jù)出現(xiàn)的位置、走向和形態(tài)，并輔以計為較常規(guī)直線橋復(fù)雜。算分析，判斷其產(chǎn)生的主要原因。但箱梁開裂一般在主梁

5、懸臂施工1節(jié)段時，負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力索張拉出現(xiàn)在運(yùn)營階段，懸臂施工過程中箱梁發(fā)生腹板斜裂后腹板底部出現(xiàn)順預(yù)應(yīng)力鋼筋方向延伸裂縫，對梁體縫不多見。對于施工中出現(xiàn)的腹板斜裂縫，若不能找混凝土應(yīng)變的測量數(shù)據(jù)未見異常。出原因予以補(bǔ)救，必然對成橋及遠(yuǎn)期結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、變1．1原因分析形和使用安全帶來隱患。本文結(jié)合白水沖特大橋懸臂腹板斜裂縫屬于剪切裂縫，分為腹剪裂縫和彎剪施工中腹板開裂情況，分析其原因，為設(shè)計和施工提供裂縫，如圖1所示。其中，腹剪裂縫最為常見，由主拉應(yīng)力引起，一般發(fā)生在剪應(yīng)力最大支點(diǎn)附近，與梁軸線參考。呈25?！?0。走向，并在荷載反

6、復(fù)作用下，不斷向受壓1工程概況區(qū)發(fā)展，由于箱梁上下緣布置的縱向預(yù)應(yīng)力束抑制了斜裂縫發(fā)展，腹剪裂縫呈兩頭窄中間寬的形態(tài)。彎剪白水沖特大橋，主橋為(85+2×150+85)in預(yù)應(yīng)力混凝土4跨連續(xù)剛構(gòu)，橋面凈寬為25．0In(2×11．5裂縫是由斜截面抗彎能力足產(chǎn)生的主拉應(yīng)力而引起，In+1．0I11分隔帶+2×0．5ITI防撞欄桿)。主梁采用收稿日期：2010-07-15：修回日期：2010-08—20作者簡介：郭凡(198l一)，男，山東日照人，博士研究生。圖1腹板斜裂縫2010年第11期預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工中腹板斜裂縫分析

7、一般發(fā)生在彎矩和剪力均較大的1／4主跨附近和1／2節(jié)段腹板位置，垂直于鋼絞線方向的混凝土橫向膨脹邊跨附近，與梁軸線呈30?！?0。走向，與彎曲裂縫相應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測?；炷翍?yīng)變計的布置如圖3所示。似，由箱底自下而上發(fā)展，呈下寬上窄形態(tài)。斜裂縫的一一『～__、__／、_、～／一～～一～主要成因有：豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋或普通構(gòu)造鋼筋配置不～。、嚴(yán)亞一夠、預(yù)應(yīng)力束彎起過早或未設(shè)彎起束引起混凝土主拉2'-；丁-f1103'10~-,201'2021應(yīng)力過大；縱向、豎向有效預(yù)應(yīng)力不足等。l7墩通過裂縫走向的分析可以判定，裂縫產(chǎn)生并非由于結(jié)構(gòu)主體受力產(chǎn)

8、生。為了克服結(jié)構(gòu)主體受力產(chǎn)生的主拉應(yīng)力，腹板中鋼絞線布置盡量靠近主拉應(yīng)力線的軌跡，如果開裂是由于結(jié)構(gòu)主體受力產(chǎn)生，裂縫走一一!墨101：l』選201202～～向應(yīng)該是垂直于預(yù)應(yīng)力鋼絞線的方向，而出現(xiàn)的裂縫—～一一。。。一一一～～～一一一順著鋼絞線方