预应力混凝土连续箱梁病害评估及成因分析

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1、铁道建筑2015年第11期RailwayEngineering21文章编号：1003—1995(2015)11．0021．03预应力混凝土连续箱梁病害评估及成因分析冯海龙，高岩，胡强(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)摘要：一城市快速路预应力混凝土连续箱梁桥在反弯点附近，腹板竖向开裂，裂缝最大宽度达0．7mm。对该桥进行了外观检查、无损检测、结构检算及静载试验综合评估，并结合评估结果对病害成因进行了分析。分析结果表明：腹板开裂是由于设计中反弯点处预应力钢筋布置不合理，在反弯点处重心偏高且较集中，造成

2、反弯点附近抗弯、抗裂强度不够。此外，由于桥梁施工工艺欠佳或养护不当造成梁体在反弯点处收缩开裂，并在后期进一步发展。关键词：预应力混凝土连续箱梁反弯点腹板竖向开裂结构病害评估中图分类号：U448．213文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2015．11．06位进行系统的检查。对于预应力混凝土连续箱梁，裂1桥梁概况缝检查是该环节中最重要的检查项目，检查内容主要一城市快速路桥梁上部结构采用6跨等截面现浇包括裂缝出现的位置、长度、宽度、形态及走向等。预应力混凝土连续箱梁，梁高1．6m。全联

3、为直线桥，2)无损检测跨径布置为(25+25+26．61+33．39+25+25)m，桥针对外观检查中发现的结构开裂部位，采用超声宽14．5ITI，横向布置为1．5In(绿化带)+12．25m(机波探测法对裂缝深度进行检测，进而判断其是表面裂动车道)+0．75m(防撞栏杆)。主梁预应力筋采用规缝还是结构受力裂缝。格为9-4,15．24mm的低松弛钢绞线，张拉控制应力3)结构检算1302MPa。箱梁及混凝土铺装层采用40号混凝土。结构检算可以全面掌握结构各构件的受力状态。结构跨中横截面见图1。对于病害桥梁的结构检算，按

4、现场实测的结构尺寸及车辆质量建立全桥有限元模型加以计算分析，并根据1225．15010cm外观检查及无损检测的结果，按照《公路桥梁承载能筐力检测评定规程》(JTG／TJ2l一20l1)的规定进行系数调整。E4)静载试验』I一!!——————三—4对于开裂的预应力混凝土连续箱梁，可以通过静载试验的方法，判断裂缝对结构受力的影响及结构预图1结构跨中位置横截面(单位：cm)应力度是否满足要求。2．2外观检查结果2结构病害评估外观检查发现部分桥跨反弯点处箱梁腹板存在竖2．1结构病害评估方法向开裂现象，裂缝最大宽度0．7mm，

5、部分裂缝已延伸预应力混凝土连续箱梁结构病害评估是一个系统至底板，空间呈L形。梁体裂缝状况见图2。工程，按照其先后顺序，主要分为外观检查、无损检测、结构检算及静载试验4个部分。1)外观检查外观检查是对结构及其附属设施的所有构件或部一收稿日期：2o15-05—11；修回日期：2o15—09-27作者简介：冯海龙(1988一)，男，硕士。图2梁体裂缝状况22铁道建筑2．3无损检测结果表1承载能力极限状态正截面抗弯强度检算结果kN·m选取第2跨梁体，利用超声波对其外侧腹板开裂较宽处探测裂缝开展深度，梁体两测点位置实测裂缝深度

6、分别为150．3，199．3mm。受钢筋影响，实际裂缝深度可能较以上测试值更深，可以初步判断为结构受力裂缝。2．4结构检算结果根据现场检查结果及设计图纸，分别按照该桥原设计规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)及现行规范《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)进行结构检算，分析该桥的受力状态及病害产生原因。该桥原设计荷载为汽车一超20级、挂车一120，梁体结构采用单箱双室截面。计算时考虑了箱梁顶板、底板有效分布宽度和温度效应。基于保守检算，活载均按汽车一超20级、挂车一120

7、考虑。其中，JTJ023—85温度效应按顶板升降温5℃考虑，JTGD60-2004规范温度效应按照温度梯度模式考虑。1)按JTJ023—85进行结构检算注：￡为跨度。在JTJ023—85体系下，对主梁承载能力极限状态静载试验评估结果如下：和正常使用极限状态受力进行检算。结构检算采用桥1)跨中截面承载能力测试梁结构专业分析软件桥梁博士V3．0。实测预应力连续箱梁第1跨0．4L处、第2跨跨中承载能力极限状态结构检算内容为正截面抗弯承底板各测点应变整体变化均匀，未出现突变、退化现载力。正常使用极限状态结构检算内容为截面正应

8、象，与荷载效率有良好的线性关系，线性相关系数在力、主应力及梁体刚度。在荷载组合I～Ⅲ下，结构检0．9908～0．9917，最大荷载效率分别为1．02，1．01。算结果均满足JTJ023—85要求。表明梁体跨中在试验荷载作用下未出现开裂现象，梁2)按JTGD60-2004进行结构检算体抗裂性能满足要求。在JTGD60-2004以及JTJ023—8