预应力砼连续梁式桥腹板开裂影响因素分析

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1、预应力砼连续梁式桥腹板开裂影响因素分析徐志成，姜凤连（山东省公路工程总公司，山东济南!"###!）摘要：连续梁式桥箱梁结构腹板出现裂缝是该类针对这三座桥梁的结构形式和地域情况所做桥梁普遍存在的现象。箱梁结构的复杂性决定了的复核计算结果证明，在荷载组合!作用下，腹板腹板受力的复杂性，在影响腹板受力的诸多外界主拉应力高值区出现在*1%桥跨左右的范围内，和内部因素中，有一些能起到主导作用，另一些则如果考虑温度应力和其他因素的影响同时结合裂可以忽略不计。对影响腹板受力的主要因素加以缝的形状特征和分布规律来分析，断定大部

2、分裂分析，力求在实际操作中能限制和减少裂缝的出缝是由于砼内部主拉应力过大而产生的。由于腹现。板的受力比较复杂，除了由恒载、活载和纵向预应关键词：预应力连续箱梁；腹板；开裂；影响因素力筋引起的正截面应力和直接剪应力外，还有各中图分类号：$%%"&’文献标识码：(种形式和大小的温差造成的复杂的温度应力、竖连续梁式桥（包括连续梁、连续刚构、刚构)连向预应力筋产生的应力、剪力滞和畸变附带产生续组合梁桥）是预应力砼桥梁的主要桥型之一。该的法向应力和剪应力以及箱梁扭转产生的剪力桥型结构体系繁多，跨越能力突出，外观简洁优美流

3、，它们在腹板发生开裂破坏过程中所起的作用并具有优良的使用性能，因此二十多年以来得到有主有次、有大有小。恒载、活载和纵向预应力筋越来越广泛的应用。但随着该类桥梁的大量修建，产生的应力比较容易把握，而其他因素产生的应结构本身存在的缺陷和薄弱环节也暴露出来，其力则比较复杂，因此本文着重探讨和分析温度应中最突出的一点就是腹板砼的开裂问题。力、竖向预应力和其它一些因素对腹板砼开裂造*腹板裂缝的基本特征成的不利影响，以便有的放矢地拟定针对该类缺山东境内的东明黄河公路大桥（’"+,’-陷的桥梁加固维修措施。*!#+,’"+刚

4、构)连续组合梁桥）、台儿庄运河公路0腹板开裂的影响因素分析大桥（%.+,/#+,%.+连续刚构）和临清卫运河公0&*砼材料抗拉能力方面的缺陷路大桥（0!&"+,".+,0!&"+连续梁）三座连续箱梁表*列出的砼标准抗拉强度上、下限值是从桥的腹板都存在开裂的问题。这三座桥的主桥部国外一份研究资料中摘录的砼抗拉强度，从中可分均采用三向预应力体系，其中纵向及横向预应以看到砼的抗拉强度有限。研究还同时证明，砼在力筋为钢绞线束，竖向则为高强精轧螺纹粗钢筋。顺灌注方向受拉时，其抗拉强度会降低一半左右，东明黄河公路大桥和台儿

5、庄运河公路大桥为单箱这是因为浇注砼时较大骨料下方产生的微小空隙单室结构，临清卫运河公路大桥则为单箱双室结或由于含水量较高而形成的多孔水泥浆层影响了构。对三桥开裂情况的检测结果显示，腹板出现的它的质量。低的抗拉强度和复杂的荷载作用加之裂缝大部分分布于*1%桥跨附近的区域并与水平受外界环境条件的影响，砼结构物（尤其是结构复方向成0#—.#2，一般从腹板上部开始，向下延伸杂或大体积的建筑物）产生裂缝不可避免。按照复至*10—*1!梁高处；另有一部分不规则裂缝散布核计算结果，桥梁的诸项设计指标能够满足结构于各处。其宽度

6、一般在#&0—#&.++之间，长度则在三种荷载组合的作用下均不会导致腹板开裂的根据箱梁高度的不同自#&!—%&!+不等，平均约为要求，但脆弱的砼结构在各种不可预见的外界条*—0+。件下，导致腹板中出现较大的主拉应力，从应力高!腹板开裂的主要原因值区发生开裂破坏。0&!温度应力的影响收稿日期：!##0)#.)!"0&!&*温度应力产生的原因及危害作者简介：徐志成（*3’#)），男，山东济南人，工程师。%0徐志成，姜凤连：预应力砼连续梁式桥腹板开裂影响因素分析表!混凝土的抗拉强度!（"#$%%&）种变形受到桥梁自重

7、和支座锚固作用的阻碍时，梁体内就产生了约束力矩和剪力，针对箱梁而言，对于腹板的受力尤其是抵抗主拉应力的能力是极为不利的。由于箱梁桥的顶板、腹板和底板在一天的不同时刻表面与内部存在温差，这会在箱梁框架结构的不同部分之间引起不均匀变形，从而产生温度自应力。经测算，自应力的大小往往会远远超过砼的抗拉强度，尤其是在箱梁各部分的结构尺寸桥梁结构暴露于外部自然环境下，不但受到（例如顶板、腹板和底板的厚度）组合不合理时，会一年四季温度变化的影响，还要承受日光照射、冷在顶板、腹板和底板内部或结合处引起相当大的热辐射、气温骤变等

8、短周期温度变化的考验。受其拉应力，导致砼结构的开裂。影响，桥梁结构的表面温度迅速发生变化。由于砼343竖向预应力的影响的热传导性能很差，内部温度变化微小甚至是仍3434)竖向预应力对结构内力的作用然保持着原来的温度状态，这样，在结构不同部位从预应力砼箱形梁截面各微分单元的受力分产生了温差，温度变形因此受到外部约束或内部析来解释竖向预应力的作用。在未施加预应力之其他部分的阻碍，从而在砼内