预应力混凝土连续梁式桥结构问题分析及对策探讨(2021年)

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预应力混凝土连续梁式桥结构问题分析及对策探讨(2021年) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

预应力混凝土连续梁式桥结构问题分析及

对策探讨(2021年)

摘要：预应力混凝土连续梁式桥在市政工程中重要的一种形式。本文就预应力混凝土连续梁式桥结构存在的问题进行了归纳并进行了分析，最后从设计、施工技术等方面提出了解决措施，具有较强的意义和价值，供参考。

关键词：预应力混凝土；连续箱梁；裂缝；设计；施工技术

1引言

预应力混凝土连续梁式桥以其结构刚度大、变形小、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护容易、抗震能力强等优点在目前市政桥梁、公路桥梁等建设中得到广泛应用。预应力混凝土连续箱梁(等截面)一般跨径大于20m，小于60m，采用整体现浇、分段预制拼装或整体预制安装，主要用于长大桥引桥、分离式或城市立交。大跨径预应

力混凝土连续箱梁(刚构)一般主跨跨径大于60m，连续梁桥主跨多小于200m，连续刚构小于300m，施工主要采用悬臂拼装(浇筑)。

2预应力混凝土连续梁式桥结构存在的问题

目前，国内外修建的大量预应力混凝土连续箱型梁桥，随着运营期的增长和交通量的增长，尤其是重载交通的影响，导致部分箱梁出现了程度不同的病害，引起了桥梁养护管理部门和设计施工部门的广泛关注。

预应力混凝土连续箱型梁桥病害概括起来有两大类，即跨中下挠和梁体开裂。据统计，跨径80~100m以下的梁桥，病害较少；跨径100~160m的梁桥，病害较多；跨径160m以上的梁桥，病害就更多。

已直接威胁到桥梁结构使用和行车安全。

在调查中发现，在预应力混凝土箱梁桥出现的裂缝类型，主要有以下7类17种裂缝。

(1)腹板斜向、竖向与水平裂缝；

(2)顶板斜向与横向裂缝；

(3)底板纵向、斜向与横向裂缝；

(4)横隔板竖向、横向、斜向和过人孔周围辐射状裂缝；

(5)锚下劈裂裂缝；

(6)沿纵向预应力束孔道的裂缝及层间裂缝；

(7)齿板局部区域裂缝。

在开裂的位置中，腹板斜裂缝与底板纵向裂缝是最主要和普遍的，而腹板斜裂缝对结构的安全性影响最大，特别是当斜裂缝向上延伸到箱梁顶板时，此时最危险。

预应力混凝土箱梁开裂成因机理复杂。多种裂缝并存，相互影响，调查中极少出现单一裂缝存在的情况。还有通过调查发现，预应力的大小、布置方式对于控制预应力混凝土箱梁的裂缝有较大影响。

3预应力混凝土连续梁式桥病害原因简要分析

大跨径预应力混凝土连续箱梁桥裂缝的产生不仅有设计方面的，还有施工方面的原因，也有设计和施工两方面共同造成的，或者是运营养护方面的原因。

3.1设计方面

(1)设计经验不足，对结构的分析不够细致全面，导致设计上的不足或错误。

(2)总体跨径布置不合理，导致结构总体受力的不合理。

(3)结构断面尺寸不足、不合理，导致结构抗剪承载能力不足。

(4)纵向预应力束布置不合理，多未下弯，过分关注竖向预应力筋作用，导致主拉应力过大，腹板开裂。

(5)因原有规范不完善，如活载横向分配系数的确定偏小，竖向预应力的作用考虑过于充分，混凝土结构的收缩徐变考虑时间过短，温度梯度的影响考虑过小，预应力的损失考虑不足以及混凝土的主拉应力限制值较大等均导致原有设计的安全度偏小等。

(6)原有设计手段过于落后，多采用平面杆系分析和横向分析结合，少空间分析，无法正确揭示结构的实际受力情况，实际受力多远远大于设计储备，导致结构病害出现。

3.2施工方面

(1)混凝土集料选配不合格、合理，搅拌、振捣等不到位，造成

混凝土质量差，强度达不到设计要求。

(2)混凝土养护不到位，造成混凝土收缩开裂。

(3)支架下沉、模板变形，造成结构变形，混凝土超方，造成结构自重增加。

(4)纵向、竖向预应力钢束、钢筋张拉不到位，永存应力达不到设计要求。

(5)预应力管道注浆质量不高，压浆不密实，造成钢束锈蚀，截面有效面积减少。

(6)构造钢筋布置不到位，保护层过薄，造成钢筋锈蚀混凝土开裂；预应力钢束定位不准，定位钢筋设置过少，造成沿纵向预应力束的裂缝。

(7)施工周期短，对混凝土进行过早加载，会引起预应力的损失加大，同时增加桥梁跨中挠度。

3.3管理养护方面

(1)运营养护期间活载超限是公路交通中普遍存在的问题。超限、超载车辆的大量出现，造成桥梁结构活载内力急剧增加，导致

结构开裂、破损。

(2)养护过程中盲目增加桥面铺装厚度，造成结构恒载增加。

(3)桥面与伸缩缝不平整。养护单位不及时维修，导致结构所承受的活载冲击效应显著增大。增加结构的活载效应，导致桥梁结构出现裂缝。

4预应力混凝土连续梁式桥设计与施工技术对策

预应力混凝土连续梁桥的裂缝和跨中下挠等问题涉及到设计、施工、监理等各方面，本文仅从设计和施工方面作对策探讨。

4.1设计方面技术要点

(1)桥梁桥跨总体布置在连续梁桥设计中，一般可以通过调整各跨的刚度，即合理取用相邻跨长的不同比值来调整各截面的内力，以满足设计的要求。

对中小跨径的连续梁桥而言，边跨与主跨比一般取用0.6~0.8，对采用满堂支架施工的连续梁桥，边跨取中跨长度的0.7~0.8是经济合理的。但对采用挂篮悬臂浇筑法施工的大跨径预应力混凝土连续桥而言，设计时边跨长度一般选用中跨长度的65%左右为宜。结合