箱梁腹板开裂和竖向预应力质量探析

《箱梁腹板开裂和竖向预应力质量探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、箱梁腹板开裂和竖向预应力质量探析　　【摘要】箱梁腹板的开裂是工程施工中经常遇到的问题，其原因是多方面的，这对于工程项目的质量具有很大的影响，同时在箱梁施工中，竖向预应力质量也是十分重要的。笔者结合自己的研究，对箱梁腹板开裂以及竖向预应力质量进行分析。【关键字】箱梁腹板，开裂，竖向预应力，质量中图分类号：F253.3文献标识码：A文章编号：一、前言加强对箱梁腹板的开裂原因分析以及对竖向预应力质量的分析探讨，有助于提高工程的施工质量，促进整个工程施工的水平。因此，我们需要不断的加强对箱梁腹板开裂以及竖向预应力质量的分析。本文依托某特

2、大桥箱梁腹板出现开裂后的检测情况进行阐述、分析和研究。二、箱梁腹板开裂成因分析1、通过检阅桥梁竣工资料，表明桥梁竣工过程中的预力张拉记录完整，预应力筋无滑脱、断丝等现象，亦无其它异常或不合规定的记录。施工情况基本正常，资料反映该桥的预应力体系基本不是箱梁开裂和桥跨下挠的主要原因。2、从腹板抽查结果来看，在抽检的121个通气孔处腹板厚度值中，有47个与设计值相等，37个点比设计值大8lcm；18个比设计值大2cm，有5个点比设计值大3～5cm。总共107个点的实测值(占总数的88．4％)大于或等于设计值，只有14个点的实测值(占总

3、数的11．6％)比设计厚度小l～2cm。总的来看，箱梁腹板实际厚度与设计值基本相当，施工单位对箱梁截面尺寸的控制较好，未出现较大的偏差，腹板尺寸变异并不足以造成腹板抗剪有效截面积明显降低，腹板尺寸差异不是腹板开裂的原因。3、通过对主桥桥面铺装层深度进行雷达波探测，证明实际铺装层厚度(1999年大修后)较原没计值略有增加，以平均增加2cm(实际小于2em)计算，桥面恒载增加量为8．6kN／m。无论从恒载增加与箱梁开裂发生时间上，还是从增加恒载量上来看，桥面铺装厚度的变异不应该是箱梁腹板开裂和跨中下挠的主要原因。4、鉴于混凝土抗拉强

4、度较低，当混凝土主拉应力大于混凝土抗拉强度后，裂缝将出现，采用Ansys程序对该桥主桥进行了有限元分析。有限元计算模型的选取根据计算要求确定。为了弄清产生破坏的原因，选取主梁一跨结构进行网格剖分，梁的两端有桥墩柱支承。墩柱采用薄壁桥墩，模型采用三维块体单元，在Ansys建模时用solid45单元剖分，过渡单元利用8mlid95单元的退化性质。为了便于施工过程仿真和施加纵向预应力，建模是按照施工过程，即按浇注块分块建模的。桥跨在跨中合拢，设置了死活单元。剖分的有限元网格中单元总数39360个，其中模拟施工过程合拢的死活单元936个

5、；结点总数59418个。有限元模型主要是钢筋混凝土材料。由于预应力结构混凝土的配筋率不高，计算时取钢筋混凝土弹性模量为E=34．5GPa，泊松比M=0．1667。运营过程是在施工过程包括合拢完成后，汽车荷载作用过程分析，荷载工况Il为：成桥状态+汽车(超20级)+人行道人群荷载。计算结果表明：边+中车队荷载组合在腹板底部出现拉应力，在超载车的作用下，如拉应力大于混凝土的抗拉应力，腹板混凝土将开裂。5、收缩徐变的影响由砼收缩引起的裂缝最为常见。温度和湿度的变化或物理的、化学的失水会使砼体积变小，钢筋承受压应力，阻碍了砼部分的收缩变

6、形，并使砼承受拉力。湿度为50左右时，大气中的CO2与水泥的水化产物发生反应也会引起收缩，且随着CO2浓度的增加而加快。砼徐变及其引起的应力重分布较为复杂。长期荷载作用下，徐变会使桥梁结构产生附加内力，其与砼龄期紧密相关。预应力砼连续箱梁多采用悬臂法施工，施工块分多次浇筑，且时间较短，每个部分的受力形式不同，若考虑不周则会导致构件的计算应力、挠度与实际存在较大差异。三、处理措施分析81、关于设计方面的建议（一）箱梁腹板不宜设计太薄不能过份地追求结构的轻巧，对于腹板厚度不仅从理论上通得过，对硷的收缩和徐变，以及温度变化引进结构的应

7、力重分配等间题，考虑要充分。对混凝土这种复合材料，本身结构不均匀，以及施工中不可预见的因素应考虑全面，应留有足够的应力储备。腹板上的通气孔对消除温度差影响是必要的，如果腹板本身强度有富余:这对腹板截面削弱是微不足道的。（二）加强构遭铆筋是防止裂缝的有效措施构造钢筋一定要配好，钢筋间距不能大，钢筋直径不宜太小。对于腹板构造钢筋，还应根据腹板的高度、在腹板箍筋中间设置腰部的连接钢筋，将腹板内外两层钢筋网连接形成整体，虽然增加钢筋数量很少，但起的作用很大。（三）纵向预应力的弯索能弯则弯纵向预应力弯索是大跨径连续梁、连续刚构箱梁抗主拉应

8、力的重要部分。因为纵向应力吨位大，弯曲在腹板上的作用是非常大的，所以能够弯的，尽量弯，施工上虽有一定的困难，但实际操作是不难克服的。（四）竖向预应力是抵抗剪应力和主拉应力的关健8没有设置竖向预应力的腹板，开裂就严重。设置竖向预应力筋应该充分考虑预应力锚固损失问题