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第25卷第3期重庆交通学院学报2006年6月 Vo1125No13JOURNALOFCHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITYJune2006 预应力砼连续箱梁桥裂缝成因分析及防治措施 贾佳1,彭卫2 (11浙江大学,杭州市交通规划设计研究院,浙江杭州310000;21金华职业技术学院,浙江金华321017) 摘要:针对目前大跨径预应力砼连续箱梁普遍开裂的情况,从预应力筋的合理设置、计算方法的选取、温差应力的 影响、应力控制值以及非预应力筋配置等几方面进行了裂缝成因分析,并提出了防止裂缝的设计建议和构造措施. 关键词:连续箱梁;预应力砼桥梁;裂缝;温度应力;有限元法;抗裂 中图分类号:U44517文献标识码:B文章编号:10012716X(2006)0320006203 随着公路建设事业特别是高速公路建设的迅猛上出现了斜裂缝. 发展,大跨径预应力砼连续箱梁桥由于其良好的受2裂缝成因分析 力性能和维修简便的特点而得到广泛的应用.由于 箱梁开裂的原因很复杂,涉及到设计、施工、监 设计和施工的原因,工程实际中的此类桥梁经常出 理等各方面的因素,以下仅从设计计算方面作一些 现各种不同性质的裂缝,破坏了桥梁美观,影响了桥 分析. 梁结构的承载安全性与使用耐久性.本文结合典型 211预应力束的布置方式 桥例的理论分析与数值计算从定性和定量上分析 ,腹板斜裂缝是预应力砼连续箱梁常见裂缝形 了其产生裂缝的原因,针对敏感性因素提出有效的 式,是结构性裂缝,受腹板纵向预应力筋布置方式和 改进设计与施工修补方法,从而促进工程质量的全 竖向预应力大小的影响.为了深入探讨这两个因素 面提高. 的影响程度,下面列出桥例一在不同预应力条件下 1典型桥例的空间有限元计算结果.计算模型为折板结构,有限 两座典型桥例分别为桥一和桥二.桥一为56+单元采用平面应力与弯曲复合的板壳元,每个节点 80+56m三跨变截面单箱双室连续箱梁桥,支点箱6个自由度,全桥划分为5893个节点,6112个单元 高5m,跨中箱高214m,桥宽16125m,设计三车道,设(图1).活载纵向利用影响线动态加载,横向按规范 计荷载汽2超20,挂2120;桥二为52+3×80+52m五布置三列车,预应力用等效荷载加在相应的节点和 跨变截面单箱单室连续箱梁桥,腹板厚度由支点单元上.共分三种预应力情况进行计算.表1列出边 0160m渐变至跨中0135m,桥宽16m,设计四车道,设跨现浇段腹板的剪应力与主拉应力.荷载组合为:一 计荷载为汽220,挂2100.恒+二恒+支座沉降+顶底板温差10℃+汽2超 两座桥的裂缝形态基本相似,主要表现为边跨20.三种预应力情况如下(均为考虑预应力损失后的 现浇段腹板和支座附近四分之一跨范围腹板45°斜有效预应力): 向裂缝.桥一是在运营一段时间之后出现裂缝,而桥预应力1:腹板纵向预应力按下弯筋布置,竖向 二在竣工质量验收时就发现主跨箱梁的部分腹板上有效预应力按张拉力的50%考虑; 出现了较多的裂缝,主要分布在跨中箱梁腹板以及预应力2:腹板纵向预应力按直线束布置,竖向 与边跨桥墩相接的现浇段箱梁腹板上,裂缝分布在有效预应力按张拉力的50%考虑; 上下游的两侧基本对称,与桥纵轴线成45°左右方预应力3:腹板纵向预应力按直线束布置,不考 向.从裂缝分布与方向来看,这些裂缝属于结构性裂虑竖向预应力作用(假设竖向预应力损失殆尽的极 缝,是由于主跨箱梁承受了较大剪应力,因而在腹板端情况). 收稿日期:2005204227;修订日期:2005206222繱 作者简介:贾佳(1973-),女,重庆市人,工程师,从事桥梁设计工作. ©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 第3期贾佳,等:预应力砼连续箱梁桥裂缝成因分析及防治措施7 表1边跨现浇段腹板在不同预应力条件下的应力(MPa)从计算结果可以看出: 预应力1预应力2预应力3(6)~(4)1)竖向预应力大小对腹板剪应力没有影响.中 节点号(1)(2)(3)(4)(5)(6)(4) 间支座负弯矩区段预应力筋布置方式(直线束或弯 τyz①S1②τyz③S1④τyz⑤S1⑥⑦ 2500-01632100-01652114-016521490116起束)对剪应力影响也不大. 2509-11442149-11472162-114631080118 )中间支座负弯矩预应力筋布置方式对该预应 2518-21122171-21142181-2114314001212 2527-21452162-21472171-214731380125力筋作用范围内的腹板主拉应力影响