连续刚构桥底板崩裂病害预防构造研究.pdf

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1、２０１５年第８期（总第１６１期）江西建材交通工程连续刚构桥底板崩裂病害预防构造研究■马明■江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏南京２１００１７摘要：本文针对某连续刚构桥跨中预应力束张拉崩裂底板混凝土问题，分别从跨中横隔板的设置、底板连接上下钢筋网的普通钢筋、箱梁底面线形曲率角度，讨论跨中区段病害预防的构造建议，可为工程提供参考。关键词：连续刚构横隔板底板竖向普通钢筋立面线形连续刚构桥作为一种常见梁式桥，有着整体性好、行车舒适等优点，在山区和部分平原地区广泛采用。然而，问题也逐渐显露出来，不少连续刚构桥出现了不同程度的病害，主要集中在跨中合龙段的部分，比如跨中下挠

2、、腹板斜裂缝、底板崩裂等。笔者针对今后如何预防合龙图３底板加腋处主拉图４某连续刚构桥段底板崩裂的病害发生，进行了构造方面的研究工作。应力云图（单位：Ｐａ）跨中合龙段底板崩裂１合理增设跨中横隔板２普通钢筋的设置随着交通行业的发展，交通量越来越大，对桥梁横向宽度的要求也检查事故桥梁，如图４，主要问题为竖向钢筋不足或者未进行设置，越来越宽。但箱梁桥的截面尺寸，特别是竖向高度，却越来越小，箱梁发生底板上下钢筋网连接缺失，极易造成预应力束张拉过程底板崩裂。桥的剪切、扭转效应也越来越显著，极大降低了截面抗剪能力。这是目设计图纸中，部分底板上下钢筋网之间仅设纵向勾筋，当受到下崩

3、前预应力混凝土箱梁桥设计普遍存在的一对矛盾。目前许多设计没有力时很容易脱勾，难以真正起到抗崩裂的作用，如图５（ａ）所示。施工充分考虑到增大截面刚度的因素，一般未设置横隔板或者横隔板刚度时预应力筋张拉受向下力作用，若定位筋和勾筋脱勾，预应力管道极易不足，导致横隔板在扭转和崩力等作用下开裂，如图１和图２所示。偏离设计位置向下，导致崩裂底板的事故发生。因此，底板孔道处防崩钢筋的设置尤为重要。图１某桥跨中合龙段图２某桥跨中合龙段图５底板箍筋设置对比图横隔板加腋处斜裂缝横隔板裂缝分布图这里笔者建议将箍筋设计成套箍状，如图５（ｂ）所示，按预应力桥［１］梁规范的双肢箍箍筋设计，

4、对每个管道均起到约束作用。在纵桥向方笔者前期论文利用Ａｎｓｙｓ有限元模型分析无横隔板情况下箱梁跨中位置底板应力状况，如图３所示，倒角处发生应力集中，主拉应力向约每１５～２５ｃｍ设置一道。另外，也可以在箱梁节段线处设置更多的达到９６５Ｍｐａ。较大的主拉应力无疑会导致混凝土开裂，开裂后裂缝防崩钢筋，并放宽桥墩两侧箍筋的间距，或者增设肋板、横隔板。削减截面的抗扭性能，致使应力重分布，箱梁的受力状态将发生变化。由于施工的质量决定了桥梁最终的质量，因此完善的设计还必须假如在跨中增加横隔板，底板承受的向下崩力得以传递给整个截配以严格的施工操作，即施工时管理者应做好技术与质量

5、的监督工作，面，使得其作用力在底板上均衡分布，临近腹板预应力周围的混凝土竖而施工人员必须严格技术工艺的操作，以此来保证预应力束张拉的质向拉应力能得到改善。部分桥梁可能由于未设横隔板，底板不能很好量，保证桥梁的安全。将崩力的传递到整个断面，局部混凝土即受到预应力的下崩作用发生３立面底板抛物线线形影响崩裂。因此，跨中横隔板不仅需要设而且必须设，并建议将开口优化为经过观察总结，在合龙段附和相邻节段的转角处是产生崩裂的主椭圆形，并按椭圆形配置构造钢筋。要部位，造成这一问题的因素主要是预应力张拉过程产生了下崩力，其图１和图２分别是某连续刚构桥跨中横隔板加腋处开裂的照片和的大

6、小直接与预应力束的曲率半径相关的。半径越小，产生的向下崩裂缝分布图，裂缝的走向及分布位置验证了以上的分析结论，裂缝是横力就越大。隔板截面突变处应力集中，横隔板刚度不足所致。可见，横隔板刚度过从设计中看，常规采用箱梁底抛物线（１５－２０）的方式，但如果在小起不到应有的作用，可是刚度过大不但增加自重还会导致顶底板的根部和跨中梁高固定的的工程中，箱梁底部区间的梁高变化会随着抛开裂［２］。横隔板的数量、尺寸和刚度是需要设计人员适度控制的。物线次方的变大而变缓，如图７所示。由于预应力钢束对其下方混凝日本预应力混凝土铁路桥梁设计中横隔板数目依跨度而定，跨度８ＮｐΔ土产生的

7、反向作用力ｑ＝，那么两根预应力束相同的作用长度ｌ２小于５０ｍ时，设置４道，跨度５０～７０ｍ时，设置５道，跨度７０～８０ｍ时，ｌ设置６道，而且跨中及支点处必须设置。这可以为我们提供一定的参和张拉力Ｎｐ时，张拉端举跨中最高点的距离Δ越小，张拉束产生的向考［３］。下崩力也就愈小。当然，从施工角度出发，增加横隔板数量会增加施工难度，但从安全储备、防止底板开裂、提高整体刚度和弥补平面计算分析的不足等方面考虑，建议在跨中位置的设置横隔板，并对连续刚构箱梁桥建议如［４］下：图７箱梁底面线形比较图８钢束折线布置图（１）采用单箱多室或多箱结构；（２）设置跨中横隔板；（３）必要时设多

8、道跨中横隔