205008大跨度预应力混凝土连续刚构桥底板崩裂原因分析

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1、大跨度预应力混凝土连续刚构桥底板开裂原因分析李贞新李小珍李俊郭丰哲（西南交通大学土木工程学院四川成都610031）摘要：大跨度预应力混凝土连续刚构桥底板出现开裂是该类桥梁出现的问题之一,其影响因素较多。以一座实桥为例,利用有限元方法进行分析,结合工程实践对开裂产生原因进行了分析。并根据大跨度预应力混凝土连续刚构桥的特点,提出了一些防治措施,供实际工程参考。关键词：预应力混凝土;连续刚构桥;底板;开裂;影响因素AnalysisofCracksinbottomSlabofExtra-LongPrestressedConcreteCont

2、inuousRigidFrameBridgeLIZhen-xinLIXiao-zhenLIJunGuoFeng-zhe(SchoolofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：ItisoneofthedefectsthatcracksoccurinthebottomSlabofextra-longPrestressedConcreteContinuousRigidFrameBridge.Therearemanyinfluenc

3、efactors.Bywayofexampleofabridge,thecausesofcracksareanalyzedbymeansoffiniteelementmethodandinthelightsofconstructionconditions.Andsomemeasurestotreattheexistingcracksaremadeaccordingtothefeaturesofextra-longprestressedconcretecontinuousrigidframebridge,whichareexpecte

4、dtoserveasreferencetothepracticalapplication.Keywords：Prestressedconcrete；ContinuousRigidFrame；BottomSlab；Cracks；influencefactor40引言大跨度预应力混凝土连续刚构桥具有结构刚度大、变形小、行车平顺舒适、伸缩缝少、抗震能力强等优点，因此无论是公路或城市桥梁、高架道路，还是跨越宽阔河流的大桥，均是首选的桥型方案之一。然而近年来，大跨径预应力混凝土连续刚构桥在施工过程或使用阶段，底板出现裂缝问题。超出设计许可的结

5、构裂缝对连续刚构桥的耐久性和营运的安全性构成了威胁。为了探明箱梁结构裂缝产生的规律和形成机理,从设计、施工等方面综合考察和调查研究，本文结合裂缝观测、有限元分析与理论研究，从裂缝成因分析和防治措施上探讨了大跨径预应力混凝土连续刚构桥的底板裂缝控制问题。观测到的开裂桥梁为69m+125m+2×160m+112m五跨变截面预应力混凝土双肢薄壁连续刚构桥。梁体为单箱双室截面，梁顶宽21.5m，底宽12.5m，支点箱高10.5m，跨中箱高3.0m。桥宽16.25m，设计3车道，设计荷载汽-超20，挂-120。在全桥合拢后张拉箱梁底板合拢段纵

6、向预应力束的过程中，5#、2#、1#合拢段及附近底板共有5个部位先后不同程度向上或向下开裂（均为非对称跨）。1结构计算2.1主桥结构整体分析计算程序采用西南交通大学土木工程学院开发的《桥梁结构分析系统－BSAS》，对结构离散，结构计算简图如图1所示。主桥共256单元249个节点，划分53个施工阶段。根据结构施工流程，从结构受力特点考虑，计算中结构共分53个施工阶段。由于混凝土的开裂出现在合龙段完成后，所以表1给出了从3＃合龙段开始（第45施工阶段）至1＃合龙段结束（第51施工阶段）七个施工阶段合拢段结构应力。表145～51施工阶段各

7、合龙段上下缘应力(MPa)施工阶段应力1#2#3#4#5#45上缘——4.5——下缘——4.2——46上缘——3.26——下缘——5.73——47上缘——3.323.98—下缘——5.384.13—48上缘——3.483.36—下缘——5.575.85—49上缘—3.695.444.83—下缘—1.9810.38.64—50上缘1.062.645.194.551.19下缘1.132.049.047.611.2151上缘5.456.375.855.746.09下缘7.158.8914.414.711.14平面计算表明，各合龙段在恒载（

8、自重＋预应力）、施工临时荷载作用下全截面受压，上下缘应力满足规范要求，最大压应力14.7MPa出现在4＃合龙段下缘。0合拢段局部应力分析根据混凝土崩裂的位置不同，利用大型通用有限元软件ANSYS分别建立了三个计算模型。限于篇幅，在此只