预应力连续刚构底板抗裂性能分析

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大跨度预应力连续刚构桥梁零号块的开裂劣化分析

风险$
2.1施工模板引起裂缝的控制措施
架和模板在施工前，结合对地基土的物理
力学参数的实验结果和变形，采用
载
的120%进行堆载预压，消架的弹性变形；浇
1003 结语源自为了研究连续刚构桥零号墩出现开裂的原
，利用
成，以
成应
用到云在续零块的实工程案例
中，主要结论如下：
(1) 根据国内外研究结果，结合多年连续刚构
ence,Itisfoundthatthecrackingiscausedduetofivemajorinfluencefactorswhicharecon-
struction form work， concrete shrinkage and creep， temperature change， construction load
产生裂缝，影响结构安全及桥梁的耐久性，总结了
浇筑过程中影响高强度、大体积混凝土在施工及
养护中开裂的原因，将研究成果应用到本次在建
云南某大跨度连续刚构桥零号墩的施工中$
文献［8］中介绍了高强度混凝土的使用，栓的
水化热往往是不能忽视的问题。水化热反应是引
起零号墩开裂的重要原因之一，零号块浇筑在横
收稿日期2020 — 11 — 05 作者简介：陈虎(1993 — )，男，本科，助理工程师，研究方向：建筑施工控制技术$
98
大跨度预应力连续刚构桥梁零号块的开裂劣化分析陈虎
图1 雅西高速腊八斤大桥
截面通常到顶分浇筑，纵向从桥墩中心
向两始施工，完成后进行养护。如图2所示
横断面、纵断浇筑顺序。针对云
浇连
续桥的零号墩的施工，分析并总结国内 1

预应力连续刚构桥裂缝分析

预应力连续刚构桥裂缝分析摘要：实践表明，大量预应力连续刚构桥在其施工过程中已经产生裂缝，随着成桥后温度、荷载等复杂因素的耦合作用，裂缝会进一步发展，影响桥梁截面刚度，并削弱结构受力整体性。

鉴于此，论文总结了预应力连续刚构桥的各裂缝类型并分析其成因，并通过对某连续刚构特大桥建模分析，对因施工阶段纵向预应力损失对连续刚构桥初始裂缝扩展的影响展开分析。

关键词：连续刚构;裂缝分析;纵向预应力损失;1 引言连续刚构桥结合了连续梁式桥与T形刚构桥的受力特点，结构受力分配合理，施工简单，在当前世界桥梁领域获得了普遍的使用，但随着连续刚构桥跨度不断增加，大跨连续刚构桥在实际使用过程中的跨中下挠、墩顶负弯矩区开裂等病害问题不断凸显，这些病害不仅会对结构的耐久性、安全性造成影响，也是目前制约该类桥型向更大跨度发展的主要因素。

随着混凝土断裂力学的进一步发展，人们对混凝土的断裂力学及其理论行为的了解也进一步深入，断裂力学相关学者把混凝土断裂的发展过程分为了以下3个阶段：初始断裂、稳定扩展、失稳破裂。

连续刚构桥在施工过程中产生的裂纹也属于初始裂纹，包含箱梁顶板裂纹、底板开裂、腹板裂纹、横隔墙板裂纹等。

2 连续刚构桥裂缝种类连续刚构桥裂缝的产生及类型与结构设计、施工质量、材料特性等多因素相关，总的来说，产生的裂缝可分为结构性裂缝与非结构性裂缝。

2.1 结构性裂缝裂纹根据结构性特征可以分成扭转裂纹、扭曲断裂、剪切裂纹和局部应力裂纹。

弯曲裂缝常发生于连续梁存在负弯矩较大部位的上方和正弯矩较大部位的下方。

扭转裂纹则一般是在小扭矩、剪力作用和大弯矩三者联合作用下形成的，此时，混凝土受拉区最大拉应力大于材料抗拉强度，从而形成此类裂缝。

剪切断裂通常是在剪力作用下与弯矩共同作用或是剪力单独作用下所产生的结果，斜断裂的发展同时也会造成沿斜散射截面的被剪承载力不足，而产生损伤。

局部应力裂缝通常发生于应力的相对集中部位，如锚头、支座等。

2.2 非结构性裂缝非结构性裂纹，一般是由气温变化、混凝土徐变和内部钢筋腐蚀等原因造成的裂缝温度开裂，较常见的有收缩裂纹、徐变裂纹、钢筋腐蚀裂纹和冻胀裂纹等。

预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固

预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固摘要：大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨越能力强，在地形复杂地区被广泛采用，但由于桥梁材料、自然环境及车辆载荷等因素，在实际营运中连续刚构桥会出现不同程度的病害损伤。

病害多集中在桥梁中跨，中跨的挠度变形相对较大；桥梁不同部位的裂缝，将会削弱主梁截面的刚度，导致桥梁整体下挠。

脆性材料结构是裂缝生成的主要部位，此处若出现拉应力大于材料抗拉强度时，会在材料内部颗粒之间产生微裂纹之后，持续扩展为贯通裂缝。

关键词：预应力混凝土；连续刚构桥裂缝；加固1工程概况本桥为渝黔引入贵阳枢纽都拉营～关田货车线南明河特大桥,于15#～16#（HDK425+467.27～HDK425+547.27）上跨贵阳市南明河。

位于曲线上；线路纵坡为11.6‰的下坡段上，桥上右侧设声屏障。

本连续梁与既有货车外绕线线间距为14.2～16.2m米，属邻近营业线施工，施工过程中严格按成都铁路局建设管理处【2015】187号文件组织施工。

2预应力混凝土连续刚构桥裂缝成因2.1温度应力预应力混凝土技术在施工中，水为主要的应用材料之一，其在施工中与各类骨料混合形成了混凝土材料，因此也具备一定的水特性。

例如在热胀冷缩环境下，工程施工项目极易出现裂缝或结构碎裂现象。

当前，在大跨预应力混凝土连续刚构桥的施工中，因温度应力产生的箱梁裂缝现象主要体现为：工程施工中由于凝结期间，外界自然温度变化波动较大。

最终导致混凝土出现热胀冷缩现象，引发了不良裂缝现象出现，如图1所示。

图1 温度应力引起的热胀冷缩裂缝2.2混凝土收缩混凝土材料在施工应用中存在一定的收缩现象，稳定的结构收缩现象提升了混凝土的强度及性能。

但在外界环境温度较高的情况下，其收缩速率较快造成水蒸气快速蒸发，使得其收缩加快，并且由于养护不及时，最终引起混凝土的结构裂缝现象。

当前，在大跨预应力混凝土连续刚构桥施工中，因混凝土收缩引起的裂缝现象较多，混凝土收缩裂缝不仅造成其结构强度下降，并且造成了施工面的水平度以及垂直度均出现问题，对于工程后期的施工及应用造成了极大的影响。

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析预应力混凝土连续箱梁桥底板是一种常见的桥梁结构，由于其承载能力强、使用寿命长等优势，广泛应用于公路和铁路交通建设中。

然而，在实际使用过程中，底板纵向裂缝的出现是一个普遍存在的问题，对桥梁的安全性和使用寿命产生一定影响。

本文将对预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝进行分析。

首先，纵向裂缝的成因可以分为内力和外力两个方面。

在内力方面，由于预应力混凝土连续箱梁桥底板的设计和施工过程中，存在一定的预应力损失和应力集中问题。

预应力损失是由于混凝土硬化和收缩引起的，这种损失会导致底板内部的应力分布不均匀，从而产生一些区域的张应力较高。

同时，在施工过程中，如果预应力钢束的张紧力或锚固不当，也会导致底板内力分布不均匀。

在外力方面，预应力混凝土连续箱梁桥底板承受着来自交通荷载和温度荷载的作用。

交通荷载在桥梁使用过程中是不可避免的，会引起底板产生弯曲变形和应力。

而温度荷载则是由于气温变化引起的，当温度升高时，底板会产生热胀冷缩变形和应力。

其次，纵向裂缝的影响主要体现在两个方面。

首先，纵向裂缝会导致底板的强度和刚度下降。

裂缝的存在使得底板的梁体不能充分发挥作用，不仅会影响桥梁整体承载能力，还容易引起劣化和破坏。

此外，裂缝的存在还会进一步加剧渗水和腐蚀问题，加速桥梁的老化过程。

其次，纵向裂缝会影响桥梁的使用寿命和安全性。

裂缝的存在意味着底板的结构已经出现了一定的损伤，这种损伤会随着使用时间的延长而逐渐发展和扩展。

当裂缝规模扩大到一定程度时，将会对桥梁的强度和刚度造成严重影响，甚至导致桥梁的倒塌。

最后，针对纵向裂缝的解决方法主要有以下几种。

一种方法是采取合适的预应力设计和施工工艺。

通过优化底板的预应力布置和张力控制，可以减少预应力损失和应力集中问题的发生，提高底板的整体力学性能。

另一种方法是采取适当的减振和防护措施。

针对交通荷载和温度荷载引起的应力和变形，可以采取减振和防护系统来减小底板的应力和变形，从而减少纵向裂缝的发生。

预应力混凝土连续刚构桥底板崩裂成因及处理方案研究

预应力混凝土连续刚构桥底板崩裂成因及处理方案研究摘要：对连续刚构桥中跨底板混凝土在纵向预应力束引起的径向力作用下可能崩裂的现象进行了分析，分析了崩裂的原因，阐述了径向力、箍筋应力的计算过程及径向力纵桥向分布情况；提出了避免这种崩裂的一些措施。

结合工程实例探讨了对已压浆情况下崩裂问题的处理方案。

本文中的分析处理方法适用与其它空间配束的桥型。

关键词：预应力连续刚构桥；底板崩裂；径向力纵桥向分布；箍筋应力一、问题的提出随着国家基础设施建设的快速发展，变截面预应力混凝土连续刚构桥以其结构刚度大、行车平顺性好、伸缩缝少和养护简单等特点，已成为公路建设中最主要的桥型之一[1]。

但随着预应力连续刚构桥的大量涌现，特别是大跨度预应力连续刚构桥的大量修建，亦暴露了一些问题。

其中以跨中挠度越来越大及混凝土结构开裂问题较为突出，引起工程界的怀疑并导致对预应力连续刚构桥应用的不放心，进而影响其在公路工程建设中的进一步推广。

在90年代以后，为了克服主梁在运营期间跨中挠度越来越大，在设计中都增加了中跨底板预应力束数量，但是由于对跨中底板预应力束的作用效应认识不足，引发了一些工程问题，其中出现问题较多的是底板在预应力束张拉过程中出现裂缝或崩裂。

某60.5m+110m+60.6m的单箱单室的预应力混凝土连续刚构桥，在中跨底板预应力钢束张拉后，发现跨中附近箱梁底板出现了平行于底板预应力束的长约4米纵向裂缝，预应力束下移。

预应力束以下的普通钢筋混凝土与上层混凝土分离，纵向裂缝最大宽度3mm。

本文针对上述连续刚构桥底板纵向裂缝和底板混凝土向下崩裂的原因进行分析，并以一工程实例探讨在预应力束压浆后的处理方案，为工程技术人员提供一定的参考。

二、底板崩裂成因结合一些连续刚构桥在修建过程中底板崩裂的问题，分别从设计和施工两方面分析原因。

1、设计方面原因（1）连续刚构桥在设计时一般采用平面杆系有限元程序（如桥梁博士、GQJS、）进行计算，不能准确反映箱梁、中跨底板预应力束空间分布的效应；尤其底板的宽度较宽时，不能计入剪力滞和纵向预应力钢束分布不均效应，导致截面应力的理论值与实际值有较大出入，不能对底板裂纹的出现从理论上预警。

连续刚构桥箱梁根部施工阶段底板开裂机理研究和对策措施

故仅模拟出横向预应力钢束。

计算取用的单位为ｋＮ、一。

坐标方位选取以顺．桥向为Ｘ方向，横桥向为ｙ方向，竖向为ｚ方向。

计算结果应力云图中显示的应力单位为ｋＮ／ｃｍ２．１ｋＮ／ｅ井＝１ＱＭＰａ，正号为拉应力，负号为压应力。

结构模型如图１所示。

３．２主要材料特性主梁、墩身采用５０号混凝土，结构分析中取用弹性模量为３．５×１０４ＭＰａ，混凝土容重２６ｋＮ／ｍ３。

施－丁过程中混凝土强度未能达到１００％，从而影响弹性模量取值有少许偏差，由于没有实测数据，暂不考虑。

图１结构实体单元模型示意图横向预应力钢绞线采用１５—３型钢绞线，弹性模量１．９５×１０５ＭＰａ，标准抗拉强度１８６０ＭＰａ，张拉控制应力为１３９５ＭＰａ。

３．３计算工况由于在３号梁段３月２日混凝土浇注时，监控单位在３号梁段底板内埋设ｒ温度传感器。

根据实测温度情况和裂缝开展情况，选取其中四种具有代表性的温度荷载工况进行计算分析：Ｉ恒载＋３月６日１１：２８所测温度（横向预应力未张拉、有满堂支架）ＩＩ恒载＋３月１０日１０：１０所测温度＋收缩（横向预应力张拉、拆除模板）ⅡＩ恒载＋３月１４１３０９：５０所测温度＋收缩（横向预应力张拉、拆除模板）Ⅳ恒载＋３月１６日１０：５０所测温度＋收缩（横向预应力张拉、拆除模板）３．４计算结果（１）工况Ｉ（图２）：恒载＋３月６日１１：２８所测温度（横向预应力未张拉、有满堂支架）幽２ａ）３号段底板横向正应力俯视图（工况Ｉ）．ｂ）３号段底板横向正应力仰视图（工况Ｉ）上述工况的箱梁底板温度加载方式，根据监测报告提供的温度梯度进行计算模拟，由于腹板和顶板未埋设温度传感器，其温度加载，借鉴底板的温度模式取用。

通过以上分析结果可以看到，由于混凝土水化热，导致现浇梁段混凝土温度较高，从而造成靠近２号梁段处的底板沿横向受压。

沿底板厚度方向的温度以底板中心较高，而上下表面温度较低，导致在悬臂端附近底板上下表面受拉。

由于没有完整的实际温度场，此工况的计算结果在一定程度上是定性的。

预应力连续刚构桥梁体开裂及跨中下挠病态问题分析

预应力连续刚构桥梁体开裂及跨中下挠病态问题分析1 前言大跨径预应力连续刚构桥因其施工简单、受力性能好、良好的行车舒适度及较少的伸缩缝等一系列优势在中小跨径桥梁中得到了广泛的应用。

1988年我国建成了第一座连续刚构桥，此后该类桥便在全国范围内得到大量的普及。

但在此类桥梁的大量使用过程中发现其存在梁体易发生开裂、跨中挠度过大的病害问题。

随着使用周期的增长因预应力损失、混凝土的收缩、徐变及温度变化等原因加速了梁体裂缝的增加，进而造成主桥跨中挠度增大。

东明黄河大桥竣工通车四年后发现其箱梁腹板开裂以及跨中挠度加大，近年来对其裂缝和挠度的监测结果显示其箱梁腹板开裂以及跨中挠度具有进一步增大的趋势。

虎门大桥辅航道桥的连续七年监测发现，梁体主跨跨中挠度及裂缝逐年增加，2003年的观测数据发现其左幅、右幅累计下挠量均超过了20cm，远超过规范的容许限值。

梁体裂缝和跨中下挠相互作用，加重了桥梁的病态问题，混凝土结构一旦开裂，其内部钢筋极易发生锈蚀，对结构耐久性极为不利。

本文从收缩徐变、预应力损失、温度、设计及施工等多尺度因素对造成万户沱大桥主跨挠度过大、箱梁易开裂的原因做细致的分析，为此类桥梁的类似病态问题提供借鉴，并针对性的给出了一些建议，可为此类桥梁的建设提供理论支持。

2 万户沱大桥检测成果2.1 工程概况万户沱大桥主桥结构采用55m+100m+55m三孔一联预应力连续刚构，上部结构为单箱单室三向预应力斜腹板箱梁，下部结构：0号台采用扩大基础，1、2号墩墩身为3×8m双孔空心薄壁墩，1号墩基桩采用单排三根直径3米的挖孔桩，2号墩桩基采用5根直径2.2米的挖孔桩，梅花型布置，施工过程采用衬砌法施工；3号台桩基采用四根1.8米的挖孔桩。

2.2 裂缝检测成果大桥主梁表观及裂缝缺陷检测主要以目视观察为主，并携带裂缝宽度测量仪及皮尺、望远镜、卷尺和数码相机等检测工具，进行近距离检查。

经检查，发现上部结构箱内裂缝病害问题较为突出：箱梁内部顶板出现纵向裂缝及横向裂缝、腹板出现斜裂缝及竖向裂缝；箱梁箱外部底板和腹板出现纵向裂缝，底板混凝土剥落、渗水、麻面、漏筋、错台、空鼓及夹杂杂物等。

连续刚构桥梁底板防崩裂技术控制措施

连续刚构桥梁底板防崩裂技术控制措施摘要：在我国已经建成的预应力混凝土连续刚构桥梁中，出现的主要病害之一就是箱梁开裂问题，其中包含有底板崩裂的问题，基于这种情况，本文就从崩裂的原因出发，对连续刚构桥梁底板防崩裂技术控制措施进行简单的探讨，并提出从设计和施工两个方面提出防崩裂的控制建议措施。

关键词：连续刚构梁、底板崩裂、技术控制措施预应力混凝土连续刚构桥梁是一种特殊的桥型，它既不是连续梁桥，也不是T型刚构桥，而是介于两者之间，它还有另外一个名字叫做墩梁固结连续梁桥。

在现阶段一般只有在大跨度的薄壁高墩上才会使用到预应力混凝土连续刚构桥。

从实际使用的情况上看，我国预应力混凝土连续刚构桥梁的病害主要是跨中挠度过大和箱梁梁体开裂，其中也包含有箱梁底板开裂问题，因此对连续刚构桥梁底板防崩裂技术控制措施进行分析和研究很有必要。

一、预应力混凝土连续刚构桥梁底板崩裂的成因（一）设计原因设计因素是预应力混凝土连续刚构桥梁底板崩裂的重要原因之一，其主要在以下五个方面表现出来：一是应力计算问题，连续刚构桥在实际设计的过程中，一般在计算上都是采用平面杆系有限元程序，这种计算方式不能将箱梁以及中跨底部的预应力在空间分布上的效应充分反映出来，尤其是在底板比较宽的情况下，由于剪力滞的原因，还有纵向预应力等方面因素的影响，实际刚构桥梁的底板所承受的应力和理论值有着比较大的出入，但是系统程序却不能按照预计的情况进行报警；二是径向力估计不足，这是因为底板预应力束所引起的，具体主要表现在三个方面，一是在设计的过程中，忽视了底板预应力束多导致的径向力发生的变化。

第二个方面是在设计的过程中，底板预应力束是平顺的曲线，但是在实际的施工过程中，因为每一个施工节段预应力束并不是通过曲线直接描述出来的，而是通过多段直线模拟出来的，这就导致一个问题，就是多段直线交汇的位置会导致应力非常的集中。

第三个方面是没有重视定位钢筋，有的没有连接牢固，有的钢筋设置的比较少，导致钢筋的脱落；三是没有重视底板横桥向的应力，进而不能够进行局部的受力分析，也不能给底板钢筋的布置提供理论方面的指导；四是设计的钢筋问题，比如说防崩钢筋，再比如说勾筋等问题，因为数量或者直径方面的问题会导致作用力出现偏差；五是预应力束过多导致预应力出现过大的情况，这是底板断裂的非常重要的一点。

预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固

论文THESIS104 China Highway预施应力工艺最早出现在20世纪30年代，于20世纪50年代后取得了巨大发展。

预应力混凝土连续刚构桥梁具备合理的受力状况与良好的行车性，在各类桥梁中占据着重要地位。

大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨越能力强，在地形复杂地区被广泛采用，但由于桥梁材料、自然环境及车辆载荷等因素，在实际营运中连续刚构桥会出现不同程度的病害损伤。

病害多集中在桥梁中跨，中跨的挠度变形相对较大；桥梁不同部位的裂缝，将会削弱主梁截面的刚度，导致桥梁整体下挠。

脆性材料结构是裂缝生成的主要部位，此处若出现拉应力大于材料抗拉强度时，会在材料内部颗粒之间产生微裂纹之后，持续扩展为贯通裂缝。

本文采用ABAQUS 有限元软件模拟了裂缝发展历程、抗弯承载力、应力状态，表明全加或者加底板纵向预应力钢束后，增强了桥梁内部跨中截面的抗弯承载力，采用顶底板全部施加体外预应力方案时，桥梁内没有出现拉应力，受力状况最好。

工程概况某大跨径预应力混凝土桥梁为单箱单室三向预应力混凝土箱梁结构，跨径布置为75m、140m、75m，桥长290m，箱梁顶宽、底宽分别为22.5m、11.5m，根部断面中心线位置处梁高7.5m，跨中及边跨合龙梁段梁高为3.0m。

顶板纵向预应力索规格为φj0.6″，锚具规格为OVMl5-25型，横向预应力索张拉端锚具为BM15-5型。

竖向预应力钢筋为直径32mm 的高强精轧螺纹钢，桥墩为双柱式空心薄壁桥墩。

运营中跨箱梁腹板处出现裂缝，裂缝集中在靠近跨中14#梁块至16#梁块，最大裂缝长1.9m，宽度0.26mm，同时底板有部分纵向裂缝。

ABAQUS有限元模型为了分析受力最不利的14#梁块至16#梁块，建立ABAQUS 有限元分析软件，模型内部包含有混凝土、钢筋以及裂缝面等几何实体，混凝土用3D 应力线形减缩单预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固文/新疆新纪元公路设计有限责任公司杨静元C3D8R 单元设置，六面体单元网格，钢筋用线形桁架T3D2单元设置。

连续刚构桥预应力混凝土箱梁裂缝成因分析及预防控制

明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝
土的工作性能和降低混凝土成本的作用．要坚决但避免使用早强型外加剂。４配合比设计人员应深入施工现场，据施工）依现场的浇捣工艺、操作水平、件截面等情况。对构针
１设计中水泥等级或品种选用不当。）２配合比中水灰比（胶比）大，泥用量越）水过水
大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、落度越坍
大，收缩越大。
② 在混凝土浇筑过程中，下沉量过大，已挂篮对
也会相应增加导致裂纹几率。
２２混凝土配合比设计原因．
篮下沉量过大造成的，或块段接茬不平顺造成的。
① 块段接茬混凝士的联结强度偏低．由于混是
凝土表面凿毛不彻底，或新浇筑混凝土水分向老混
凝土过多扩散水分．产生干裂裂缝：
２选用级配优良的砂、原材料，泥量符合）石含
规范要求，选用集料的碱活性检测试件膨胀率满所
足相关规范要求。３积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和）
１块段之间横向裂纹的预防和施工控制）
① 对于块段接茬混凝土联结强度偏低造成的裂缝，先，混凝土达到规定强度后进行接茬混首在
水或流水养护。３避免在雨中或大风中浇灌混凝土）

预应力连续刚构桥梁跨中底板崩裂分析及防治措施研究

抵抗。
９个节段、３跨有６个节段、４跨有５个节段，第第
具体见表１。主要病害见图２。
根据等效荷载法，梁底如按圆曲线布置，向力径
为Ｎ／如按二次抛物线布置，向力为８／Ｒ，径ＮｆＬ。
预应力径向力随底板预应力筋曲率半径的减小而增大，同时，合龙段处底板预应力束布置更密，造成该
在施工过程中，由于各种原因，梁梁底线形与桥理论线形会有一定的偏差，偏差有可能导致底板该预应力筋引起的径向力超限，至底板混凝土崩直裂Ｌ。故对该桥的预应力径向力做出估算，１］以验证该桥出现崩裂的可能性。
在施工期间，次边跨及中跨合龙后，张拉中跨底
板两侧预应力筋时，发现底板有起皮、崩裂现象。通过对第２跨、３、４跨箱梁底部逐步检查，第跨第发现共有２０个节段纵向预应力钢束下的箱梁底板下缘产生了不同程度的径向拉裂情况，中第２跨有其
收稿日期：２１ —１ — ｕ００Ｏ
作者简介：陶
硕士。
路（９２，，１８一）男助理工程师，０５２０年毕业于中南大学土木工程专业，工学学士，０８年毕业于中南大学结构工程专业，２０工学
１６
桥梁检测与加固
２１００年第２期
后中跨。桥梁总体布置见图１。

浅析连续刚构预应力混凝土裂缝的预防及控制

约／０因此混凝土收缩率不够造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不而产生的化学收缩较小，为干燥收缩的１１，主要是干燥收缩，由于混凝土养护不到位就会在空气中失水收好，加收缩。增
力过于集中造成的，与混凝土不密实、下钢筋布置偏少、凝也锚混
造成水泥水化速度加快、水化热集中、需水量增大，如果处于干燥
环境混凝土收缩极易产生收缩裂缝。２由于混凝土采用泵送，得混凝土需要增大坍落度及增加）使拌和用水量、大砂率，增降低碎石用量，一方面导致混凝土抗拉性
西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥｎ琅Ｅ
Ｖ０．６Ｎｏ．４１３１
Ｍａ．２１ｙ００
・３５・４
文章编号：０９６２（００１ —３５０１０．８５２１）４０４ —２
张拉裂缝。
土强度偏低有关。２３．底板纵向预应力齿板位置的腹板斜向裂缝．５由于设计不合理造成，板纵向预应力与腹板预应力布置底
形成集中力后的混凝土受拉区应力叠加，形成斜向裂缝。能下降；另一方面砂率增大及拌合水用量增大造成混凝土收缩应时，２．．合龙段横向收缩裂缝３６力增加，使得更容易出现收缩裂缝。３配合比设计中砂率、）水灰比选择不当、减水剂的有效减水混凝土收缩主要由化学收缩和干燥收缩组成。因水泥水化

连续刚构桥沿预应力钢束纵向开裂问题研究

ＡｂｔａｔＢｓｕｙｎｏｌｎｉｄｎｌｒｃａｏｇｔｅｐｅｓｒｓｅｒａｔｅｏｔｍｌｔｏｏｓｒｃ：ｙｔｄｉｇｎｏｇｔｉａｃａｋｌｎｈｒ－ｔｓｄｗｉｕｅｅｔｈｂｔｏｐａｅｆｂｘ
摘要：通过研究箱梁底板沿预应力束出现的纵向裂缝，分析预应力束附近的横向次拉应力，同时考虑施工中可能产生的偏差情况，对圆形波纹管保护层厚度提出相应的计算公式．对于施工有着重要的实践意义。
１前言
示：按匀质截面计算得到横向拉应变远小于实测值，约为上表面横向拉应变实测值的５％。这说明０若在底板中设置后张预应力束，则在预应力束附近的混凝土横向拉应变的局部效应十分明显，其实测峰值高达理论计算值的２４，这种现象在预应力～倍连续刚构桥梁的底板中同样存在，只不过在通常的
裂缝，这些裂缝有的较长甚至连续贯通。有的则较
短且不连续。经观察，两种裂缝分别出现在不同的阶段，下缘裂缝出现在主梁合拢后形成预拱度时，
上缘裂缝出现在使用阶段。这些裂缝的出现将对
结构的刚度、承载能力以及耐久性都有很大的影
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ＮＴＤＤＡＯＩＵＮ１ …ＳＮＲＺＩＳ．・公路工霹与运辅ＳＡＡＩＴＮＳＥｏ３５

大跨度预应力混凝土连续刚构桥箱梁底板裂缝成因分析

Ｉ
．
／ｐＶｅ
图１力筋张力引起的径向力示意图
１１底板预应力筋产生径向力和集中力的计算．
取一小段预应力筋进行分析，受力情况如图２所示，划分为无限小，曲线可近似按圆弧线处理，其若则径向力ｑｘ近似相等，ｓ轴上列力的平衡方程：（）在 —ｓ
缝事故进行分析，到底板开裂的主要原因是按桥的立面线型布置形成拱形的底板纵向预应得力筋产生的径向力所致；且通过力学分析得到不使底板开裂的底板预应力曲线半径、束定位钢
成折线产生转角和合龙段的高差的合理范围；并提出了平衡每根底板纵向预应力筋产生的径向力所用箍筋的间距与单肢箍筋截面面积的关系式。
学学报．
（然科学版）自
２０年０８
成折线引起的转角为每束预应力筋产生的集中力为：，
Ｆｅ，
Ｆｒ＝０．Ｆｏ＝Ｎｓｎ＋Ｎｓｎ２一ＮＯｌ＋Ｎ８＝Ｎ０ｉ０ｉ０２
即，由钢束定位成折线引起的集中力为：
Ｆ口＝Ⅳ 脾（）４
１箱梁底板裂缝成因分析
根据文献规定：正常使用极限状态设计时，按预应力应作为荷载计算其效应。对于大跨度变截面箱梁的底板布置的预应力束，只能按桥的立面线形布置，成拱形。当张拉底板预应力筋时，形必然使截面产生与使用荷载作用方向相同的附加荷载即均布横向力，为附加荷载效应，称设计时应充分考虑。当钢束在平面或纵面上曲线布置时，有横向或纵向曲率的纵向预应力筋束在张拉过程中会产生对腹板或底板混凝土的具径向压力。下面来分析连续刚构桥按桥的立面线形布置的预应力筋对底板产生的效应，图１如所示。

预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固研究

预应力混凝土连续刚构桥裂缝分析及加固研究预应力混凝土连续刚构桥梁以其合理的受力和良好的行车性能在我国桥梁领域众多桥型里占据数量上主导地位,对我国公路交通运输业发挥着极其重要的作用。

大跨径预应力混凝土连续刚构桥具有较大的跨越能力和较强的适应性的优势,广泛应用于我国高原山区。

然而,由于其材料本身、环境因素以及载荷条件的变化,使得连续刚构桥在运营阶段出现不同程度损伤。

根据对现有预应力混凝土连续刚构桥梁病害的调查分析,主要损伤病害为中跨挠度变形量过大和梁体不同部位裂缝,裂缝分布形式和分布位置对主梁截面的刚度也有一定的削弱作用,进而促使桥梁下挠,故梁体裂缝和挠度之间息息相关的。

本文以云南省大保高速公路一座预应力混凝土连续刚构桥为依托工程。

首先,运用有限元分析软件Midas Civil对运营阶段引起裂缝产生的主要因素进行分析,研究活荷载、预应力收缩、温度作用以及收缩徐变对桥梁结构内力和应力的影响规律。

其次,根据以上因素对内力的影响规律,结合桥梁所在地的运营环境和交通量,对桥梁实际运营情况的受力状态进行近似模拟。

再次,根据有限元理论分析结果并结合该桥梁外观检测报告,选取裂缝分布密集的梁段运用有限元分析软件ABAQUS建立有限元模型进行细部分析,以梁块最不利裂缝为基础运用混凝土断裂力学知识计算梁段在外荷载作用下裂缝的断裂力学参数,定量分析裂缝的受力特性,定性的判断裂缝的表现形式,进而可以评估裂缝对桥梁结构的影响,为桥梁加固提供依据。

最后,结合依托工程分析以体外预应力钢束为例的主动加固法,得出不同位置的体外预应力钢束对结构承载力和裂缝控制的作用是不同的,进而对加固效果性进行评价。

通过计算裂纹断裂参数及其扩展情况,计算桥梁结构在使用荷载作用下结构的损伤状况,根据分析结果选择适当的加固方法,并对此桥提出加固方案建议,为桥梁结构维修加固提供经济性与安全性的依据。

预应力混凝土连续刚构桥合龙段底板崩裂原因分析

·52·NO.18 2018( Cumulativety NO.30 )中国高新科技China High-tech 2018年第18期（总第30期）1　工程概况马来西亚SUKE高速公路为马来西亚乌卢巴生至贝溪河高架高速路工程，从武吉加里尔南部的沙亚南（KESAS）开始到乌卢巴生北部的中环路2号（MRR2），主线长24.6km，全长31.8km，有14座立交桥、3个收费站、2个休息服务区。

作为现有安邦-吉隆坡高架公路的延伸，建成后连接贝溪河、蕉濑、班丹、安邦和乌卢巴生，直达吉隆坡市中心。

SUKECA4标段起点里程为CH7800，终点里程为CH11000，主线长3.2km，工程起于吉隆坡皇家警察学院附近，跨过既有MRR高速路和MRT轻轨，沿着森林区，止于吉隆坡塔曼武吉塞加尔附近。

本文以此工程为例，对预应力混凝土连续刚构桥合龙段底板坍塌搭设。

2　主桥结构整体分析2.1　模型平面分析西南交通大学土木工程学院研发的《桥梁结构分析系统-BSAS》是主要的计算程序，并离散了全桥的结构，具体情况如图1所示。

图1　整体结构计算图示预应力混凝土连续刚构桥合龙段底板崩裂原因分析蔡　伟（中交二航局第二工程有限公司，重庆 402760）摘要：预应力混凝土连续刚构桥具有行车舒适平顺、结构刚度大、养护简单等优点，是一种常用的桥梁结构。

在预应力混凝土连续刚构桥施工过程中，合龙段底板崩裂是一种常见的病害。

文章以实际工程为例，对预应力混凝土连续刚构桥合龙段底板崩裂的原因进行了分析，并提出了相应的应对措施，有效控制了混凝土崩裂情况，保证了工程质量。

关键词：预应力混凝土；连续刚构桥；混凝土崩裂文献标识码：A 中图分类号：U448文章编号：2096-4137（2018）18-052-03 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2018.18.018性的砂石材料可以减少新砂石材料资源的消耗，减少大量开采砂石材料的可能性，保护大自然的生态环境。

预应力混凝土连续刚构梁腹板裂缝的成因分析及预防措施

预应力混凝土连续刚构梁腹板裂缝的成因分析及预防措施从混凝土材料性质、配筋影响、温度应力和施工质量4方面分析了预应力混凝土连续刚构梁腹板裂缝的成因，并从设计、施工及运营等方面提出了防止腹板裂缝产生的预防措施。

1引言预应力混凝土连续梁桥具有跨越能力突出、外观简洁美丽以及良好的使用性能，在桥梁建设中得到越来越广泛的应用，而连续刚构以其跨越能力大、结构简洁、受力合理、工程造价低等优势被广泛运用于公路、城市桥梁。

然而随着连续刚构桥数量的增加及运营时间的增长，工程病害也随之而来，主要表现有：箱梁腹板出现约45°不同程度的斜裂缝。

混凝土构件裂缝问题是个比较复杂的问题，它涉及到混凝土的材料性质、构造特点及施工环境、外力等各方面的问题。

2腹板裂缝成因分析2.1混凝土材料性质混凝土的徐变可能造成构件开裂。

长时间受力作用下，混凝土徐变渐渐增加。

较大的徐变给结构带来的附加被动内力，使箱梁构件弯矩产生重分布，增大的弯矩增加了腹板的剪应力，因此造成了腹板裂缝出现。

徐变对短周期分段悬臂浇注结构的作用显著，计算也较为复杂。

悬臂施工桥梁与支架浇注施工桥梁不同，其相当一部分静力荷载与竣工后结构的承荷态势并不相适应，结构转换为连续后，要承受结构内新出现的应力条件。

致使预应力混凝土构件的计算应力和挠度与实际往往有较大的出入，不能予以忽视。

2.2配筋的影响2.2.1预应力钢筋的应力松弛预应力混凝土构件的一大缺点是，随着服务时间增长，构件内预应力钢筋束的松弛效应也愈加明显。

现代施工中，一般使用低松弛钢绞线材料，规范张拉前、张拉中的操作工艺等，以削减预应力损失。

但在大跨度梁预应力施加中，一般规范规定往往与详细状况难以非常吻合，长时间持荷受力加上徐变收缩的影响，预应力损失仍是可观的。

较大的应力松弛增加了腹板的主拉应力，超过混凝土抗拉强度标准值后造成开裂。

2.2.2有效预应力难以建立对于纵向预应力筋，目前比较流行的一种纵向配直线束的做法，与传统的按受力要求曲线配束不同。