大跨度连续梁、连续刚构桥常见病害及防治对策（全面）

1、大跨度预应力连续梁、连续刚构桥常见病害及防治对策桥梁工程系研究生专业讲座,1 PC连续梁（刚构）桥的发展,世界 Worms Bridge 首创悬臂浇注施工方法 1964年 Bendorf Bridge 208米 1985年 Gateway Bridge 260米 1998年 Stolma Bridge 301米 2006年 石板坡复线 340米,1 PC连续梁（刚构）桥的发展,中国 1982年 重庆长江大桥 178米 最大T型刚构 1985年 沙洋汉江桥111米 连续梁首次过百 1988年 洛溪桥180米,第一座连续刚构 1997年 虎门大桥辅航道桥270米 世界纪录 2006年 石板坡复线

2、340米,2 PC连续梁桥常见病害,裂缝 施工过程中 长期 下挠 施工过程中 长期,汾江大桥裂缝与下挠图,2.1 施工过程中的病害,裂缝 顶板横向、纵向 腹板接缝处竖向 底板纵向 预应力锚头附近 底板分层劈裂（事故） 下挠 纵向 横向,底板分层劈裂事故,2.2 成桥后的病害,裂缝 顶板纵向 腹板斜向 底板横向 下挠 纵向 垮桥,黄石长江大桥 245米,下挠32厘米 6000多条裂缝,虎门大桥辅航道桥跨中挠度,虎门大桥辅航道桥跨中挠度,Parrotts Ferry Bridge 195米,Koror-Babeldaob 240米,3 病害的原因,设计理念 预应力只要使混凝土不出现拉应力 预应力抵

3、消大部分恒载弯矩 构造设计错误 普通钢筋配筋问题 施工质量问题、措施不当 预应力施加质量 模板刚度 预应力灌浆质量 分层分段问题 汽车超重,3.1 设计理念,预应力度 全预应力 变形用预拱度抵消 问题 徐变次内力难以估计 预应力损失难以估计,3.1 设计理念,预应力完全抵消外荷载弯矩 好处：梁处于轴心受压状态,只有纵向变形 弱点：费材料 小跨径 大跨径？截面上无法布置,3.1 设计理念,后果 长期挠度大 梁体裂缝 腹板斜裂缝 底板横桥向裂缝,3.2 构造钢筋,齿板钢筋 锚固长度不够 钢筋有内折角,3.2 构造钢筋,受压板的拉筋 没有设拉筋 拉筋设置错误 造成底板纵向裂缝 严重时底板崩溃,底板分

4、层压溃,底板分层压溃,3.3 施工质量问题、措施不当,预应力施加质量 纵向预应力：摩阻损失 管道不平顺 管道内漏浆 竖向预应力：锚口损失 锚具不垂直 锚具与垫板间有杂物 横向预应力管道上浮 顶板横桥向裂缝,3.3 施工质量问题、措施不当,预应力灌浆质量 灌浆不饱满 忘记灌浆 管道内存在水分,造成预应力钢筋锈蚀,3.3 施工质量问题、措施不当,模板刚度 挂篮变形无规律 节段之间高低不平 内模刚度不足 阶段内高低不平,横坡误差大 大范围超重,达到恒载45%,抵消12Mpa预应力,3.3 施工质量问题、措施不当,分层分段问题 竖向分层间的不同步收缩 腹板后浇混凝土开裂,竖向裂缝 纵向节段间的不同步收

5、缩 主要出现在0号与1号块,顶板纵向裂缝,3.4 汽车超重,总重量 增加总体下挠 薄弱截面经常出现临时裂缝,横向裂缝 轴重 桥面板局部开裂,纵缝,4 处治对策,针对施工阶段的问题 提高预应力施加的可靠性 合理配筋 科学施工、提高施工精度 针对运营阶段的长期问题 提高预应力度、改变徐变次内力 施加体外预应力 限制荷载 减轻桥梁重量 组合结构桥梁 改变结构体系,4.1针对施工阶段的问题,提高预应力施加的可靠性 合理配筋 科学施工、提高施工精度,4.1针对施工阶段的问题,提高预应力施加的可靠性 纵向预应力 塑料波纹管 真空压浆 严格双控 竖向预应力 采用带圆头的锚具 二次张拉 横向预应力 防止管道上

6、浮,多设几道定位钢筋,4.1针对施工阶段的问题,合理配筋 齿板配筋 保证锚固长度 底板配筋 设置一定数量的拉筋 保证弧线内侧的保护层厚度,4.1针对施工阶段的问题,科学施工、提高施工精度 接缝安排 竖向,横向,有接缝的位置适当增加防裂钢筋 工期安排 混凝土养生时间控制 合拢步骤的安排 施工机具操作 挂篮变形控制锚杆的紧固 模板变形控制,4.2 针对运营阶段的长期问题,提高预应力度、改变徐变次内力 零弯矩配索、减小上下缘压应力差配索 问题,跨度超过200米几乎无法体内实现 体内,体外预应力同时？ 体外什么时间施加？ 吻合索配索 一次落架连续梁,有徐变,无次内力 悬臂施工实现吻合索,悬臂施工实现吻

7、合索,悬臂施工实现吻合索,4.2 针对运营阶段的长期问题,施加体外预应力 对于新桥 预留体外预应力转向块及张拉位置 成桥时压重,以后慢慢取出 对于旧桥 植筋设转向块后,增加体外预应力 效果不好 体内预应力的效应无法判断 植筋进一步造成混凝土开裂,先预压,后取出,悬臂施压、成桥拆除,4.2 针对运营阶段的长期问题,施加体外预应力 对于新桥 预留体外预应力转向块及张拉位置 成桥时压重,以后慢慢取出 对于旧桥 植筋设转向块后,增加体外预应力 效果不好 体内预应力的效应无法判断 植筋进一步造成混凝土开裂,佛开高速公路汾江大桥,4.2 针对运营阶段的长期问题,限制荷载 设置称重系统,计重收费 全国已经有多个省实行,4.2 针对运营阶段的长期问题,减轻桥梁重量 减小跨中梁高 跨中梁高：主跨的1/80 跨中使用轻质材料 轻质混凝土 Stolma Bridge和RaftSundet Bridge 跨中段采用钢梁 石板坡复线桥,石板坡复线桥,4.2 针对运营阶段的长期问题,采用组合结构桥梁 腹板、底板钢板,顶板混凝土 波折腹板 桁架腹板,4.2 针对运营阶段的长期问题,改变结构体系 新桥 矮塔斜拉桥？ 已经下挠的桥梁 增加拉索