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1、混凝土连续箱梁桥裂缝成因分析及加固措施广东省长大公路工程有限公司广东广州510000摘要：预应力混凝土连续箱梁桥在大跨径桥梁中应用广泛，但其在实际应用中还存在不少问题值得深入研究，尤其是混凝土的裂缝问题。木文结合工程裂缝案例，对预应力混凝土箱梁裂缝的成因做了分析总结，并从多方面有针对性地提出箱梁裂缝加固的措施，可为其它同类型桥梁的维修加固提供参考借鉴。关键词：混凝土；预应力连续箱梁；裂缝问题；成因分析；加固措施随着我国交通运输事业的发展，预应力连续箱梁桥以其结构刚度大、外形简洁、受力合理、施工工艺成熟、行车平顺性好、
2、伸缩缝少和养护简单等特点，在现代桥梁中得到广泛应用。但是预应力混凝土连续梁桥在实际应用过程中出现病害的现象越来越普遍，不少的预应力混凝土连续箱梁桥梁体开始有裂缝的形成。裂缝的存在严重影响混凝土结构的安全性和耐久性，必须引起足够的重视。基于此，笔者结合工程案例，对预应力混凝土连续箱梁桥出现的典型裂缝病害成因进行分析研究，并从腹板加固、顶板加固、底板加固三大方面提出科学有效的预防控制和加固措施，仅供参考。1工程概况某公路高架桥为5跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥，跨径布置为80m+3×130m+80m,桥宽12m
3、,为右幅桥。箱梁采用单箱室箱梁，主墩墩顶处梁高7.0m,跨中梁高2.5m,其间按1.8次抛物线变化，采用三向预应力结构体系。箱梁的顶板和腹板为分段变截面。顶板厚度0.25m,在墩顶范围0.50m；腹板在跨中81.4m范围内为0.40m,其余位置为0.6m；底板厚度在跨中为0.25m,墩顶根部为1.0m,其间按1.8次抛物线变化。采用挂篮悬臂施工，每个T墩单侧悬浇梁段划分为14个节段（0#〜13#）,合龙段宽2.0m。桥梁原来的设计荷载为汽车超一20,挂车一120。按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ
4、023-85)进行设计。2裂缝病害概况2012年.2013年经过多次监测，发现该桥上部结构箱梁裂缝逐渐增多、裂缝宽度和长度有继续发展的趋势。裂缝病害情况主要表现为腹板存在大量斜裂缝，顶板和底板局部位置存在纵向裂缝。该桥箱梁腹板内侧、外侧均出现多条斜裂缝，裂缝分布特点如下：裂缝宽度在0.15〜0.90mm,长度在0.3〜7m；裂缝沿15°〜45°方向分布；相较左侧腹板，右侧腹板裂缝病害情况更严重；裂缝主要分布在次边跨和中跨的L/4至跨中处，如图1所示。图1箱梁腹板斜裂缝分布示意该桥箱梁顶板岀现多条纵向裂
5、缝，裂缝分布特点如下：裂缝宽度在0.1〜0.2mm,长度在0.7〜1.0m；桥面过车吋裂缝宽度增大，过车后裂缝恢复；裂缝分布位置无明显规律，如图2所示。图2箱梁顶板纵向裂缝分布示意该桥箱梁底板局部位置出现纵向裂缝，裂缝分布特点如下：裂缝宽度在0.6〜4.0mm,长度在2.0〜7.0m；裂缝主要分布在次边跨和中跨的跨中处，如图3所示。图3箱梁底板纵向裂缝分布示意3裂缝成因分析3.1腹板斜裂缝根据腹板斜裂缝的病害特征可以认定该桥腹板斜裂缝主要是由腹板主拉应力超限引起的结构受力裂缝。结合该桥的实际情况，主拉应力超限的主要原
6、因有如下几个方面：(1)竖向预应力发挥不充分根据类似桥型的检测经验，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—85,以下简称I口规范）设计的大跨径预应力箱梁截面连续梁和连续刚构中岀现不少有规律的斜裂缝。按I口规范的设计实践中，较普遍地取消弯起束，而用纵向预应力和竖向预应力来克服主拉应力。这样做施工方便，还可以减薄腹板的厚度，节省材料。竖向预应力筋在设计中对克服主拉应力起到很大作用。但由于施工技术水平参差不齐、施工控制不严等原因，实际情况和设计预想情况并不吻合，竖向预应力钢筋一般施工质量不理想，甚至
7、有不张拉，预应力彻底失效的情况，这些竖向预应力钢筋往往不能充分发挥作用。考虑到这些情况,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004,以下简称新规范）在计算竖向预应力钢筋引起的竖向压应力吋，在【口规范的公式基础上乘以0.6的折减系数。该桥设计吋按I口规范设计。腹板裂缝主要分布在边跨支点（8#〜13#块）及中跨的跨中范围（6#〜14#块），该区域内没有预应力筋的下弯束，抗剪主要依靠竖向预应力筋和箍筋，竖向预应力采用精轧螺纹钢筋，有效预应力较小，而且腹板中竖向预应力筋的长度较短，引伸量小，预应力张
8、拉只能采用单控方式，釆用一般的千斤顶张拉力难以控制，预应力损失较大，当施工稍有不慎吋，钢束的预应力就有可能损失殆尽。混凝土开裂后，竖向预应力钢筋可能发生锈蚀，从而导致截面抗力进一步降低，裂缝进一步扩展。利用有限元分析时，根据竖向预应力作用的发挥程度，考虑3种模型。①模型考虑全部竖向预应力作用；②模型2：考虑60%的竖向预应力作用；③模型3：竖向
