文档介绍：预应力混凝土连续箱形梁桥常见病害及防治措施
预应力混凝土连续箱形梁桥常见病害及防治措施
摘要:预应力砼连续箱梁桥裂缝产生的原因很多,本文对预应力混凝土箱梁桥在建设和运营过程中出现的一些主要裂缝进行了分析研究,并提出了预防裂缝的措施。
关键词:预应力混凝土连续梁病害防治
中图分类号:: A 文章编号:
一、PC连续箱形梁桥的特点
预应力混凝土变截面连续箱形梁桥具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面一般仅设两道伸缩缝,行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工较成熟,施工质量和施工期能得到控制,成桥后养护工作量小。因此,这种桥型在我国公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛应用,但在建设和运营过程中也存在着许多问题值得研究[1]。
二、常见病害及相应的预防和处置措施
预应力砼连续梁桥上部结构在运营过程中经常出现以下几种病害,主要有箱梁顶板和底板的纵向裂缝、箱梁底部的横裂,箱梁腹板的竖裂与斜向裂缝,其中箱梁腹板的斜裂得格外关注。
顶板纵向裂缝。
该病害常见于顶板底部,对于挂篮分阶段施工的箱梁桥,纵裂多贯通整个阶段,部分裂缝长度较短,~。箱梁顶板各个节段基本均存在纵裂,且间距比较密集。该病害属于预应力砼连续箱梁的常见病害,病害严重时可能危及结构的安全。
原因分析:
①沥青砼铺装层铺装时引起箱梁截面竖向温度梯度是顶板底部存在纵向裂缝的原因之一[2]。桥面铺装时沥青混凝土摊铺温度可高达150oC,一部分温度沿桥梁结构向下传递,形成温度梯度,进而引起顶板底部较大的温度应力。
②顶板的恒载及桥面活载也是引起顶板底部纵裂的原因。尤其对于宽幅单室箱梁,由桥面荷载引起的顶板底部的横向完全应力较大,也容易致使顶板底部产生纵裂。
③横向预应力度不足。由于横向预应力筋长度较短,预应力损失较大,有效预应力不足,也容易使得顶板底部纵向开裂。
处置措施:
①对于宽幅箱梁,若对应主车道位置纵裂较明显,裂缝宽度较大,则应按照横向预应力度不足来处理。可先在裂缝处涂抹环氧砂浆作为临时处理,若裂缝继续发展,应在板底沿横向垂直裂缝粘贴钢板或碳纤维布加固。
②若对应主车道位置纵裂并非更加明显,纵裂在顶板底部均匀分布,则纵裂应由施工阶段浇筑沥青砼层所产生的竖向温度梯度所致。可采取涂抹环氧砂浆的措施进行修补。
预防措施:
①在设计中,采用箱梁截面竖向温度梯度模式计算箱梁顶板横向应力,合理配置预应力束,并加大普通钢筋的配置量,以控制纵向裂缝的宽度[2]。
②施工时,采用多次、分层摊铺沥青混凝土,并尽量减少第一次摊铺的厚度,以降低截面上的竖向温差。
底板纵裂
该病害常见于变截面连续箱梁跨中合拢段及其两侧节段底板下缘,纵裂多对应于底板纵向预应力筋位置,~,多集中于两侧腹板的中部区域。
原因分析:
①底部预应力的径向力过大:由于变截面连续箱梁,底板的预应力束多与底板的线性一致,多采用上凸的抛物线形式,~。抛物线的次数越低在顶部的曲率越大,底板预应力束所产生的竖向等效荷载也越大。经文献[2,3]分析,底板预应力束的径向力是底板