大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁腹板裂縫探討.pdf

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基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)工程器Foundation&StructureEngineering王琳(北京建達(dá)道橋咨詢有限公司，北京100015)摘要：從設(shè)計和施工2方面分析了大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁腹板裂縫的產(chǎn)生原因，認(rèn)為主拉應(yīng)力過大及豎向預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量差是其產(chǎn)生的主要原因，總結(jié)了設(shè)計時應(yīng)注意的事項，并提出了施工中的預(yù)防應(yīng)對措施。關(guān)鍵詞：橋梁；大跨徑；預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；裂縫中圖分類號：U445．7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1009—7767(2014)03—0137—03DiscussiononWebCrackofLongSpanPrestressedConcreteBoxGirderWangLin預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁是我國橋梁建設(shè)中大跨徑連續(xù)剛構(gòu)和連續(xù)梁常采用的結(jié)構(gòu)形式。近年來，越來越多的該結(jié)構(gòu)形式橋梁在運(yùn)營過程中出現(xiàn)腹板裂縫。該病害已成為該類橋梁的主要病害之一，而其產(chǎn)生原因是多方面的，且相當(dāng)復(fù)雜。腹板裂縫如果開裂情況比較嚴(yán)重．將會影響整個橋梁的結(jié)構(gòu)安全，因此該問題已引起越來越多的橋梁建設(shè)者的重視。1裂縫產(chǎn)生的原因從目前已經(jīng)建成的橋梁來看，由于沿箱梁腹板向上約45。方向的主拉應(yīng)力明顯較大，因此腹板裂縫也主要出現(xiàn)在該位置。導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的原因較多，但主要在于設(shè)計和施工2方面。1．1設(shè)計方面1)設(shè)計中過于追求結(jié)構(gòu)輕巧，腹板構(gòu)造尺寸較薄?，計算理論上雖能滿足要求，但實(shí)際施工中難以預(yù)見的因素較多，實(shí)際結(jié)構(gòu)受力難以滿足計算要求。2)腹板預(yù)應(yīng)力下彎鋼柬和腹板構(gòu)造鋼筋配置不合理[”。3)由于豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋引起的腹板豎向壓應(yīng)力是從錨下逐步擴(kuò)散到腹板范圍內(nèi)的，因此腹板沿橋梁縱向存在豎向壓應(yīng)力不均勻的特點(diǎn)12_31。4)腹板實(shí)際主拉應(yīng)力比規(guī)范計算公式偏大。目前，我國在橋梁設(shè)計中的主拉應(yīng)力計算一般均采用JTGD62--2004(公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》中6．3．3條的公式【4】：2=半千＼／(竽卜。式中：OrIp為構(gòu)件混凝土中的主拉應(yīng)力，MPa；Ore，為構(gòu)件混凝土中的主壓應(yīng)力，MPa；Or。為在計算主應(yīng)力點(diǎn)，由預(yù)應(yīng)力和按作用(或荷載)短期效應(yīng)組合計算的彎矩產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，MPa；Or。為由豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土豎向壓應(yīng)力．MPa；f為在計算主應(yīng)力點(diǎn)，由預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的預(yù)加力和按作用(或荷載)短期效應(yīng)組合計算的剪力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng)力，MPa。一，^其中，or。=o．6旦年生。(2)6s。式中：O'pet為豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力，MPa；A。為單肢豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積，mm2；n為在同一截面上豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的肢數(shù)，個；b為計算主應(yīng)力點(diǎn)處構(gòu)件腹板的寬度，mm；s，為豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的間距。公式中選擇0．6作為系數(shù)是考慮到豎向預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量不理想而乘的折減系數(shù)，但在實(shí)際施工時情況往往更糟，因此采用該公式計算不一定與實(shí)際情況相符。從公式(1)中可以看出，該公式僅從縱向和豎向二維來分析主拉應(yīng)力，而實(shí)際上箱梁是三維受力模式。箱梁橫向是框架結(jié)構(gòu)，箱梁腹板在頂?shù)装遄灾?、活載、溫度、張拉橫向預(yù)應(yīng)力及張拉縱向底板預(yù)應(yīng)力引起的徑向力等荷載作用下，可引起腹板斷面受拉，而公式2014卑$3期(5一)第32拳辛葒投木137 器Fou基nd礎(chǔ)atio與n嫠S構(gòu)tru工ctu程re—t：ngIneering&¨leB¨¨譬燃淼囂器等禚黧然鬈譬鏨魯婆測糞蕃瑟蒺姜差鼻裂霍圣嘉羞爨誓萎囂親蒿蕓的囂麓黼囂妻篙蜚羔夸徽囂善囂翼H,-I驀喜鬈姜影響，但大部分資料在計算徑向力均硒但列議么風(fēng)瓣禚鬈霈黼豢姑篡的徑向力比按該公式計算的值往往曼天。以任。叫川悄圖1預(yù)應(yīng)力底板束傳統(tǒng)布置示意圖到膀黧蒜篙磊薹盞篙葚票墨：蓑善曼瑟釜蠢篡釜墨姜罌罷鬈蕓囂卷墨筆黑差要票裝鴛簧蓑軍慧美罷妻然篙篇孺主譬凳蚤某曩對齊(豎向預(yù)應(yīng)力立面布置見圖2)，【n11扒勝／。叫m他1．21囂要跨徑連續(xù)剛構(gòu)和連續(xù)梁橋?qū)崪y的縱向而畝≥是凳：套關(guān)蔫盞翥星!警翼蓋惹渠囂蒿釜罷凳譬耄塞耄簣某慧葚戮蒹曩差霧霎簍票季蓋薯根張拉力不均勻性，導(dǎo)致其縱向狽應(yīng)刀及惲1叫勝伺138辛藪投木2014N。．3(May)V。l·322冀翼美羔力混凝土箱梁腹板裂縫問題，可從設(shè)計對于預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁腹板裂縫I口j趙，“1∥。吸¨和施工2個方面采取措施加以預(yù)防。2—1慧纛尺寸在滿足計算要求的基礎(chǔ)上應(yīng)適當(dāng)腑¨慧篙篇燃荔囂袁簧等柔加大。從以往設(shè)計的經(jīng)驗來看，過分藏溥腹假八。7。。黼募墓是辜善磊裂6斜10黼過2個溉以有旆掘黎詈鬈要嘉震霧黼茹：蒜菇黼蔫薰蓑譬曩辜筆塞翥囂翥篙釜襲票蕓端譬嬰登攀鬻器鬟裹磊鑫鎰≥嘗距不宜太大，且應(yīng)在腹板中部設(shè)置連于芰鋼肋，以儀川5頂板L-a-I3腹板下彎鋼束布置優(yōu)化圖3)當(dāng)豎向預(yù)應(yīng)力縱向間距S