连续梁桥悬臂施工顶板崩裂事故探析

1、连续梁桥悬臂施工顶板崩裂事故探析【摘耍】我国正在大力建设基础设施，交通事业也在大力发展，连 续桥梁建设是公路建设中的重点t程。它的结构复杂、技术要求高、影响 因素也较多。悬臂浇筑法在连续桥梁建设中具有许多优点，止广泛应用连 续梁桥的建设中。但是悬臂浇筑发的采用，桥梁结构容易出现位移和内丿j 变化，从而出现顶板混凝土崩坏的情况。严重影桥梁质量和桥梁施工安全, 针対顶板混凝土崩坏的原因结合实际情况施工情况対顶板进行分析。分析 山顶板刖坏而引起的悬臂绕度变化和预应力损失等情况。结合模拟结果和 施工数据，为悬臂崩坏寻求解决办法。【关键词】预应力混凝土连续梁桥，预应力损失，钢纤维混凝土引言引起连续梁桥顶

2、板刖裂有很多原因，其中最主要的几点是：抗剪和抗 弯能力有限、施工方法不恰当、原始设计精度不够、施工工艺没有达到施 工精度要求，当以上的一些因素和一些其他的因素叠加产生的压力超过了 混凝土的承载能力，结构就会被这些超应力压的开裂1。本文将针对在 桥梁建设中出现的顶板崩裂的情况提出一些防御和补救的措施。架为连续 桥梁建设提供一些理论和实践的指导。1崩裂事故分析 11模拟崩裂事故模拟预应力混凝土连续梁桥主桥跨径为55m+90m+55mo箱梁是采用预 应力混凝土连续，中间跨梁中心高为2•5m,支点梁的中心高为5m, 梁高是按照二次抛物线的曲线规律变化。如下图所示。图一在张拉上游21

3、号墩第6节段纵向顶板预应力筋时，在第1节段顶板 混凝土在外侧腹板竖向预应力筋的周i韦i出现拱起，裂缝宽度有 l•5mm左右，贯穿于整个腹板上端位置上，并沿着中心线方向放射 裂纹，发现裂纹后，施工单位暂停了第6节段剩余预应力筋的张拉，裂缝 也有随时间增大的趋势，到凿除的时候最大的裂缝己经到了 2•5mmo如图一所示。按经典的桥梁建设理论來说，箱梁顶板的竖向正应力为 零，中性轴附近剪应力最大，考虑顶板横向正应力的影响，计算出顶板的 主应力，由经典梁理论及主拉应力公式可以得出顶板的屮性轴主拉应力是 最大的。只耍主拉应力值大于混凝土的极限抗拉强度值，那么顶板就会

4、产 生裂缝。12具休崩裂情况分析预应力筋弯曲或位置变化造成的顶板崩裂。顶板预应力筋大都和顶板 平行，在不计预应力筋的平弯的情况下，竖平面内就可以看做为抛物线形。 预应力筋张拉后会产生向弧心的径向力。2因为施工方式不合理，预应 力筋孔道发生较大偏移，导致原本设计是向上凸起的孔道，在某些地方反 而布置成了向下凹进的孔道了，当预应力筋张拉后，混凝土的顶面就会产 生一股径向力，当顶板混凝土的极限抗拉强度小于这种不利应力的时候, 顶板也会出现顺向桥梁的裂缝。还一种情况是，孔道向下凹进，勾筋和井 字形定位筋间距较大、不牢靠或者设置不足等等因素，成为了顶板预应力 筋向下弯曲和偏离设计位置的元凶。当预应力筋对

5、顶板施加预应力时，因 为弯曲或者形变，所以预应力筋会产生向上竖向力，如果此处的的混凝土 和箍筋的抗剪能力不够，就会导致顶板上的主拉应力增大，当超过了顶板 混凝土的极限抗拉强度，则使顶板混凝土崩裂o 313防止崩裂重点考虑因素根据设计，连续梁桥的悬臂施工方案是：t构对称悬臂施工一边跨合 拢一中跨合拢。通过对结构状态和参数等条件进行设计，作出假定。因此 结构的实际状态，事先设计时很难准确的估计。加z在实际施工过程中， 像施工误差、施工步骤改变和偶然施工荷载等。这些都会引起结构线形和 内力的变化。都会使顶板压力过大出现崩裂。进而影响成桥时的安全状态 和施工时的安全。2主要监控内容1. 混凝土弹性模量

6、的监控。4混凝土弹性模量的假定值是无法完全 准确测量的出來的，假定值和实际值不可能完全一致，但混凝土弹性模量 是非常重要的一个参数，就必须由现场施工实验室做出精确的测量，尽量 缩小假左值和实际值的差距。2. 混凝土容重及配合比。石料水泥的配比和石料密度等决定了混凝 土容重大小，实际容重与计算取值也不可避免的存在差异。在主梁架设前, 必须按规范制作混凝土试块，然后测定混凝土的容重5 o3. 截面特性参数。截面尺寸误差是所有的施工都可能存在的，验收 规范有个限制的最大误差值。这种截面尺寸误差会直接导致截面特性误差，进而影变形和响结构内力的分析结果。因此在施工中，从立模开始就 应当开始对截面特性参数

7、进行控制，一是及时发现成形后的截面特性偏 差，二是及时纠正施工中偏差。4. 混凝土材料的收缩徐变参数。混凝土会因为各种原因出现收缩徐 变，就会导致桥梁线型和内力发生较大变化，因此无论是在施工前或者 施工过程中的，都要详细了解混凝土的收缩徐变的量得大小。试算出最好 收缩混凝土的徐变参数3采取的加固措施根据分析，顶板混凝土加裂可以通过对加裂位置进行修复加固，使大桥和结构满 足使用要求。用上个例子做具体说明。1. 清除崩裂位置的混凝土，并対主筋进行焊接、加固，按竖向植入 防崩钢筋，于此同时在第1节段的桥面铺设一段钢筋网，6在腹板处横 向桥面板顶层加布钢筋，这个主耍是保证主梁悬臂翼缘的安全。2. 更换

8、破损的预应力筋管道，调整并准确定位开仓处的预应力筋管 道增设u形箍筋，调整锚固在第710节段的上游21号墩顶板纵向预应力 筋，在原来的基础上加两束，补张拉竖向预应力筋，将因崩裂而损失的预 应力补上，满足桥梁设计的要求。3. 应用钢纤维混凝土，和第1节段桥面的铺装层混凝土浇筑在一起。4. 还需要了解在后续施丁和使用中此处的应力变化情况，在z前的 凿起区域设置5个应力传感器，了解此处的预应力变化情况，出现异常， 及时处理。结语混凝土及箍筋的抗剪能力不够、施工过程中纵向预应力筋偏离了原设 计位置、箱梁卞拉应力超过混凝土极限抗拉强度等等是让顶板混凝土崩裂 的主耍原因。防止顶板崩裂主要就是控制和把握以上儿个因素。针对在崩 裂后引起连带反应，如悬臂挠度变化、预应力损失不利变化，要主动采用 增加后续节段的纵向预应力束，和让钢纤维混凝土浇筑加固凿起区域等补 救措施。在加固后，观测分析混凝土凿起区埋设的钢弦应变计，对加固结 果进行监控观测，让大桥顺利完成合拢。参考文献1 刘来君，陈跃，段永灿弯曲应力引起的预应力混凝土箱梁开裂j 长安大学学报(自然科学版),2003, (5):43-45.2 钟新谷.预应力混凝土连续梁桥裂缝防治与研究j工程力 学，2004, 21 (s1) : 221-230.3 姜晓鹏.连续梁桥的线