预应力混凝土连续梁桥优秀课件

梁体开裂－斜裂缝
新型二次张拉低回缩预应力钢绞线 锚固体系用于竖向预应力，其性能远优 于精轧螺纹钢。
梁体开裂－斜裂缝
低回缩竖向锚固系统
张拉端
固定端
低回缩二次张拉锚具构造
P型锚具系统锚具构造
梁体开裂－斜裂缝
a)第一次张拉钢绞线 b)第二次张拉锚杯
至设计荷载
至设计荷载
c）拧紧螺母 消除回缩
2. 竖向高效预应力体系
预应力混凝土连续梁桥
大跨梁桥的几种类型
(a) (a)
H M
VH
M V
(a)
(a)
H
等M截面(c) (连c) 续梁 V
VH
M
V
V
(d)
变截面连(d()c续) 梁
(c)
H
H
V
V
H (b)
V
H
V
V
V
(b)
公路路面标高 公路路面标高
铁路路面标高 铁路路面标高
连续(e) 刚(d构) ((ed) )
(e(e) )
一、梁体下挠问题
梁体下挠
跨中下挠是十分普遍的现象。主因由 混凝土徐变引起。
跨中下挠往往伴随跨中段出现横向裂 缝和大量斜裂缝，其下挠可达到相当大 的程度，造成严重病害。
梁体下挠
黄石长江公路大桥跨中下挠，最大已 达到33.5cm，当然同时出现大量的主拉应 力斜裂缝与跨中区段横向裂缝。
湖北钟祥汉江大桥 因下挠和开裂等严重病
合计
内侧（条） 808 1149 1957
外侧（条） 100 294 384
黄石长江大桥腹板裂缝
6’
5’
3’
4’
2’ 1’
63#墩
8’ 7’
9’
10’
11’
12’
13’ 13
12
11
10
箱 内 -下 游 腹 板
9
8
7 6
5 4 3 2 1
62#墩
3'
箱 外 -下 游 腹 板
梁体开裂－斜裂缝
预防腹板斜裂缝的设计对策
梁体下挠
1500
60
400 700 400
虎门辅航道桥Байду номын сангаасL=270m t/L=1/207
2240
75
520
1200
520
Gateway桥 L=260m t/L=1/144
梁体下挠 跨中下挠的预防对策：
（二）足够的正截面和斜截面强度 鉴于跨中下挠往往与横向裂缝与斜裂缝 一起发生，相互促进恶化，因此保证梁有足 够的正截面强度和斜截面强度是首要的。计 算中要充分考虑徐变的不利影响。
梁体下挠
（五）徐变计算适当考虑活载影响
徐变计算不只针对恒载，应适当 考虑大交通量活载的影响。苏通长江 大桥辅航道桥设计考虑了二个车道的 汽车荷载参与徐变计算，值得借鉴。
二、梁体开裂问题
梁体开裂
交通部公路科学研究院曾经对全国公路系统主跨 大于60 m的近180座主要预应力混凝土箱梁桥作了 裂缝调查与统计。根据统计结果：
徐变前 徐变后
只有轴向徐变
徐变前
徐徐变变上后 拱
梁体下挠 设计对策：
徐变前
徐 变 后（上加缘预增应大力压）应力 下缘减小压应力
（增加底板厚徐度变）前
徐变后
梁体下挠
在梁根部区段，可使悬臂节段的 自重完全由预应力抵消（零弯矩）。 内支点上方底板厚度宜不小于跨径的 1/140。
1480 130
1500 180
梁体开裂－斜裂缝 1、腹板计算应考虑空间效应
面内应力：
σzl
σx
σy 2
σx
σy 2
2
τ2
梁体开裂－斜裂缝 面外应力—温度影响
日照温差导致箱梁内部全截面受拉 按照多国规范计算，日照作用下腹板内侧拉应力可达2MPa
梁体开裂－斜裂缝 面外应力—后期索影响
产生水平拉应力
跨中张拉后期索导致腹板受弯拉、底板受弯
黄石长江公路大桥开裂现象
黄石长江公路大桥通车七年后，于2002年5月对大桥 进行了检测，发现严重的病害，箱梁裂缝检出2438条，其 中1957条分布在箱梁腹板内表面上（占80.3%）， 384条 分布在腹板外表面上（占15.8%）， 87条分布在箱梁底板 上（占3.6%）。
箱梁腹板裂缝统计
上游腹板 下游腹板
梁体下挠
（三）设计文件的规定
（1）混凝土加载龄期至少应在7天以 上，强度和弹模至少在90％以上。 （2）宜采用真空压浆，减小管道摩阻、 防止漏浆。 （3）严格控制混凝土超方。
梁体下挠
（四）特大跨径梁桥跨中区段轻型化
梁体下挠
斯托尔马桥(L=301m)，
跨中182m为C60轻质混凝土
梁体下挠
重庆石板坡长江大桥跨中108m长为钢梁
混凝土箱梁的精轧螺纹钢竖向预应力筋
梁体开裂－斜裂缝
精轧螺纹钢预应力筋于1956年由德国 Dywidag（地伟达）公司研发成功。
50多年以来，短索基本采用这一技术， 没有明显改进。
梁体开裂－斜裂缝
而钢绞线具有柔性、高强度和大延伸量的 优势，强于精轧螺纹钢筋。
但对于短索，由于夹片锚回缩损失大而 不宜采用。
梁体开裂－斜裂缝
2、腹板厚度应足够
腹板内需满足： （1）置纵向下弯束； （2）置竖向束； （3）置普通钢筋。 （4）混凝土浇筑密实。
腹板内纵向束
梁体开裂－斜裂缝
3、设置高效竖向预应力
梁体开裂－斜裂缝
竖向预应力不足是预应力箱梁腹板出现斜裂缝 的主要原因之一。
精轧螺纹钢锚固体系存在以下不足： （1）张拉应力低，伸长量小； （2）刚性索，施工稍有偏差，螺母就拧不到位； （3）张拉控制应力高，易断筋，难更换； （4）施工质量难以检验。
腹板裂缝 顶板裂缝 底板裂缝 横隔板裂缝 齿板裂缝
86.4% 90.9% 54.5%
86.4%
36.4%
梁体开裂－斜裂缝
（一）腹板斜裂缝
梁体开裂－斜裂缝
腹板斜裂缝是出现最多的梁体裂缝。与 梁轴线呈25°～50°开裂。
斜裂缝的另一个特征是箱内腹板斜裂缝 要比箱外腹板斜裂缝严重。这已为一些大 跨径梁桥的检查结果所证实。
刚构—连续组合梁
大跨梁式桥具有以下优点：
1、造价相对较低； 2、施工简易快捷； 3、建筑高度小，适应能力强； 4、维护费用少。
因而是200m跨径以内的主力桥型。
概述
大跨梁式桥经长期使用后，容易出现一些 较常见的病害。概括起来有：
一、跨中下挠； 二、梁体开裂。
典型实例：
1978年建成通车的帕劳共和国科罗巴岛桥，主跨241 m 的PC连续刚构桥，通车后不久就开裂和下挠，1996年9月 倒塌。
害而拆除重建！
１９９３年１１月通车，05年拆除 65m+3×100m+65m，五跨连续箱梁桥
钟祥大桥正在拆除
梁体下挠
跨中下挠的预防对策
梁体下挠 （一）控制负弯矩区域截面的应力梯度
梁体下挠 沿截面高度的压应力分布梯度：
徐变前 徐变后
徐变下挠大
徐变前
徐变下挠小
徐变后
梁体下挠 沿截面高度的压应力分布梯度：