某超宽斜拉桥主梁裂缝成因分析及处治

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1、第5期某超宽斜拉桥主梁裂缝成因分析及处治31某超宽斜拉桥主梁裂缝成因分析及处治褚文涛(中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北武汉430034)摘要：与一般宽度截面斜拉桥相比，超宽截面斜拉桥3750横隔板需设置较多高强预应力钢束，锚固在主梁翼缘板外侧的钢束同时张拉会导致局部裂缝的产生和发展。介绍某超宽截面预应力混凝土斜拉桥的裂缝诊治实例。评估了裂缝图1标准梁段主梁横断面示意对结构安全的影响，并采取了相应的防治措施。采用结构细2．2横隔板预应力布置部分析方法，优化了超宽截面斜拉桥的设计、避免了裂缝病横隔板预应力钢束包括N1、N2(各

2、2束害的产生对同类桥梁的设计起到一定的借鉴作用。19~15．2)及N3(1束1515．2)。钢束布置形式如关键词：超宽截面；斜拉桥；裂缝；成因；分析；处治图2所示，钢束N1、N2均锚固在箱梁翼缘板外侧，锚固示意如图3所示。l引言随着国民经济的稳定发展和交通量的不断增预应力钢束N2单位：cm加，国内修建了越来越多的超宽截面预应力混凝土图21／2横隔板预应力钢束布置斜拉桥。如广州海印桥，桥宽达35m，主梁采用单回囤箱三室截面；海口市海新大桥，桥宽达39．6m，主梁IlI∞囱：囱采用分离双箱截面；江苏五河口大桥，桥宽达38．6，翼缘板lI{导

3、m，主梁采用分离双箱截面l1]。超宽截面预应力混外侧囱f囱一l：罱凝土斜拉桥的设计与施工会存在一些需要特殊考虑的细节问题。本文通过建立空间仿真有限元模型对回回单位：Cm某超宽截面预应力混凝土斜拉桥裂缝的成因进行了分析，并采取了相应的防治措施。图3钢束锚固断面2．3施工步骤(1)桥塔塔身施工。0号块与塔身同步施工，2工程概述且施工缝不应设置在梁与塔相交处。2．1桥梁概况(2)在塔旁搭设满堂支架，现浇0号块，两端对某桥为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，跨径称张拉0号块相应预应力束；现浇1号块，两端对称组成为130m+130m。桥塔墩处塔、墩、

4、梁固结。张拉1号块相应预应力束；张拉1号斜拉索。主梁采用预应力混凝土倒梯形单箱四室截面，主梁(3)拼装挂篮一第1次张拉2号斜拉索一现浇中间设3道直腹板，两侧设斜腹板，端部为风嘴形2号块前半块混凝土一第2次张拉2号斜拉索一现状。主梁横断面示意如图1所示。主梁顶面全宽浇2号块后半块混凝土一两端对称张拉2号块相应37．5m，梁高3m(标准断面)，塔、梁固结区加高到预应力束，剪断小拉索一第3次张拉2号斜拉索。3．5m。桥塔为H形塔，采用钢筋混凝土结构。斜(4)向前移动挂篮，施工3号块(施工工艺同2拉索采用双索面扇形布置，每侧桥塔设18对拉索，号

5、块)，直至完成18号块。施工16～18号块时，施全桥共计36对拉索。加临时压重20t／m。收稿日期：201011O3作者简介：褚文涛(1984一)，男，助理工程师，2006年毕业于长春工程学院道路与桥梁工程专业，工学学士，2008年毕业于华中科技大学桥梁与隧道工程专业，工学硕士。32桥梁检测与加固2010年第2期(5)浇筑边跨现浇段及合龙段，并拆除挂篮及的应力重分布跚。结构模型边界条件为对主墩底部临时压重荷载。节点施加固结约束。有限元分析模型如图5所示。3裂缝病害形式纵、横向预应力张拉施工完成后、1号块斜拉索挂索施工前，0号块、1号块箱

6、梁翼缘板外侧均出现竖向及斜向裂缝，该裂缝走向及发生部位示意如图4所示，裂缝长度均在0．9～1．1m，裂缝宽度最大图5有限元计算模型达0．17mm。4．2计算工况从混凝土裂缝产生的原因上分析，一般可以分为由荷载(包括结构自重、预应力和活载等)引起的1号块Og"块裂缝和由变形(温度、收缩、不均匀沉降)引起的裂2『le3f《塔柱缝⋯。为了分析箱梁翼缘板竖向裂缝的成因，按实际施工过程模拟结构加载工况。分析计算工况如下：图4箱梁翼缘板外侧裂缝分布(J／2桥跨)(1)支架不均匀沉降作用。该桥箱梁0号块及1号块均采用满堂支架现浇法施工。其中，0号块粱

7、底支架位于承台上；1号块梁底支架在土层上。承4裂缝成因分析台为刚性支承，而土皋为弹性支承。因此箱梁0号4．1结构分析模型块和1号块的支架可能会产生不均匀沉降。使用通用有限元程序ASYS进行结构细部分(2)横隔板预应力作用。析。分析模型包括主墩、桥塔下塔柱及箱梁。号块(3)横隔板预应力作用+箱梁纵向预应力作和1号块。混凝土采用Solid45单元进行模拟，横用。梁段预应力张拉先后次序为：竖向预应力一横隔板预应力束及箱梁纵向预应力束(粗钢筋)采用向预应力一纵向预应力。本文仅考虑横向及纵向预Link8单元进行模拟。预应力作用采用降温法进行应力作

8、用对箱梁翼缘板位置处的影响。模拟。模型中未计入普通钢筋的影响及裂缝出现后各工况下箱梁顺桥向正应力计算结果见图6。畸94737-760426]238sa12蚰。“i8]91-B。耵38834247314733