连续刚构桥是墩梁固接的连续梁桥。连续刚构桥也分跨中带铰和跨中无铰两种类型,两者一般均采用变高度梁。高墩的柔度可以适应结构由预加力、混凝土收缩徐变和温度变化所引起的纵向位移,具有结构整体性好、抗震性能优越、结构受力合理等优点。
桥梁病害:
大跨径预应力混凝土连续刚构桥出现的病害主要集中在两个方面:
(1)混凝土开裂,如箱梁竖向开裂、箱梁底板纵向开裂、箱梁腹板出现斜裂缝等;
(2)主跨跨中下挠幅度过大。
病害成因:
引起这些病害的原因大致可以归结为设计、施工以及材料三个方面。
1、设计因素
裂缝问题:
(1)腹板斜裂缝问题。对于大跨径桥梁,在主拉应力较大的梁段,往往设置了竖向预应力筋,能大大抵消荷载作用引起的主拉应力。采用纵向预应力布置方案,将预应力钢束线形尽量简化,钢束平弯和竖弯种类较少且极有规律,预应力施工难度较小,取消了下弯束和弯起束,箱梁腹板90%以上长度范围内均无纵向预应力通道穿过,有利于钢筋骨架的绑扎和腹板混凝土的浇筑,更容易保证砼的质量。
(2)顶板纵向开裂问题。①主梁顶板在较长悬臂箱梁翼板的根部,恒载、活载产生的负弯矩均较大,顶板跨中的活载正弯矩较大,横向预应力钢绞线布设不可能在悬臂根部布置在顶板上缘而在跨中却布置于顶板下缘。②根据计算分析,连续刚构箱梁在浇筑完一节混凝土后即张拉完该节段桥面横向预应力钢束,由于应力分布和叠加,桥面板中横向预应力分布极不均匀,这也是造成桥面板出现局部纵向开裂的原因之一。
(3)跨中底板纵向裂缝问题。为了减轻结构自重,箱梁底板在跨中一般比较薄。为了锚固靠近腹板,减小平弯角度,往往预应力钢束横向布置间距较小,在此截面的挖空率非常大,截面削弱较大,加之如横向普通钢筋配置不强,此部分混凝土浇筑质量又有问题,则在强大的底板纵向预应力束全部张拉锚固时,底板混凝土因承受不了底板束的压力而导致开裂。
跨中下挠
(1)对混凝土徐变的影响程度及长期性估计不足。
(2)预应力度选取不正确对混凝土徐变的影响。
2、施工因素
(1)施工过程中对混凝土原材料的选择及拌合、浇注控制不严,导致混凝土的品质达不到设计的要求;
(2)腹板的厚度未达到设计厚度,减弱腹板斜截面的抗剪能力,致使腹板开裂;
(3)施工的过程控制不严。
3、材料因素
(1)自收缩开裂。高强混凝土由于自干燥,并由此产生的自收缩,使混凝土产生早期裂纹;
(2)湿胀开裂。高强混凝土的水灰比低,混凝土在水分长期作用下,外来水分扩散到混凝土内部后与水泥发生水化反应,膨胀应力超过混凝土的抗拉强度时造成的开裂;
(3)脆性。高强混凝土的延性比普通混凝土差,素混凝土的延性随强度的增加而降低。
加固维修:
针对混凝土开裂的常用维修加固措施是灌注环氧浆液和粘贴钢板,针对跨中区段下挠幅度过大的最常用加固措施是体外预应力加固法。连续刚构桥主要从以下几个方面着手进行桥梁的加固维修:
(1)通过增大原结构构件截面提高原结构的强度和刚度;
(2)更换结构构件或新增构件,取代承载能力不足的构件;
(3)改变原结构的受力体系,降低部分构件的受力;
(4)对原结构施加外应力,以改变其应力分布,达到提高原结构的强度和刚度。
河北 秦皇岛 | 建筑施工
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