预应力混凝土连续刚构桥腹板斜裂缝成因分析

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发布时间：2021-09-04

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预应力混凝土连续刚构桥腹板斜裂缝成因分析
邓季坤，罗小勇。梁岩。蔡德昌
(中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)
摘要：预应力混凝土箱梁裂缝问题在混凝土结构施工与运营过程中都是较常见的，腹板斜裂缝尤为突出，基于云南某混凝土
连续刚构桥在施工过程中腹板产生斜裂缝，采用精细化的有限元模型分析裂缝成因。承载力复核表明，桥梁在施工过程和营运
状态下的抗剪承载力安全富余较大，能满足设计规范要求。产生裂缝的主要原因是竖向预应力张拉滞后，纵向预应力张拉时混
凝土龄期不够，造成纵向预应力张拉锚下混凝土开裂，分析方法与结论对同类工程问题具有一定的参考价值。
关键词：裂缝；预应力；有限元；连续刚构桥；箱梁
中图分类号：TU528．7 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2016)01—0127—04
Analysis of the cause of web diagonal cracks in prestressed concrete continuous rigid frame bridge
DENG ]ikun，LUO Xiaoyong，LIANG Yah，CAIDechang
(Faculty of Civil Engineering，Central South University，Changsha 410075，China)
Abstract：Cracks，especially web diagonal cracks，in pre—stressed concrete box girder is one of the common problems in the process of
concrete structure construction and operation．It is based on a concrete continuous rigid frame bridge in Yunnan whose web produced in—
clined cracks in the construction process．An accurate finite element model has been built to analyze the cause of cracks．Bearing capacity
review shows that the shear capacity meets the design and specification requirements in the construction process and operating condi—
fions．The main cause of cracks under the anchorage was because of not timely to tension the vertical pre—stressed reinforcement，and
the concrete strength was not enough when the longitudinal pre—stressed reinforcement was tensioned．The analysis method and conclu—
sion have certain reference value for the similar engineering problems．
Key words：crack；pre—stressed reinforcement；finite element model；continuous rigid fram e；box girder
0 引言
由于预应力混凝土连续刚构桥整体刚度大，跨越能力
强，造价较低等诸多优点，近几十年来此类桥梁形式在桥
梁建设中得到了充分利用与发展。但是由于设计理论、施
工、养护管理等方面存在的缺陷，导致此类桥梁暴露出了
诸多的病害问题，严重影响桥梁结构的安全，而箱梁腹板
开裂是尤为突出的一类病害问题，在国内外的诸多同类桥
梁中较常见，裂缝产生的原因也不尽相同，因此针对此类
问题，有必要具体问题具体分析，找出原因以便为同类项
目的实施提供参考。本研究从云南省某大桥的工程实际出
发，分析了施工阶段箱梁腹板产生斜裂缝的原因与危害。
1 工程概况
本试验所分析的桥梁为云南省澜沧江流域的一座预
应力混凝土连续刚构桥，全长410 ITI，跨径组成为(90+
170+90)+2×30 m，主桥为预应力混凝土连续刚构，引桥
为预制预应力混凝土T梁，该桥主墩为两个双肢薄壁墩，
1 墩高93．5 m，2 墩高77 m。主桥梁体宽度8 m，各墩与梁
收稿日期：2015—03—12
基金项目：国家自然科学联合基金(U1361204)
体相接的根部梁高为11 m，现浇段与合拢段梁高均
为4 m。该桥特点为大跨高墩窄梁，墩身采用爬模法施工，
主梁采用悬臂浇筑法施工，均为动态成型，高空作业。该桥
在施工的后期，部分箱梁的腹板出现了斜裂缝。
2 裂缝对结构的危害
开裂是混凝土结构的常见病害。随着混凝土浇筑、养
护到使用的全过程，都充斥着各种各样微观和宏观的裂缝
的发生和发展，在混凝土结构的全寿命周期中，裂缝是不
可避免的。根据裂缝产生的原因，可将其划分为荷载裂缝、
混凝土变形引起的裂缝，以及化学腐蚀引起的裂缝等。
裂缝对结构的危害主要表现为裂缝往往成为影响混
凝土耐久性的有害介质(如CO：、氯离子、水等)侵入的通
道，从而为混凝土碳化和钢筋锈蚀创造条件，造成混凝土
性能的劣化。现阶段关于裂缝对混凝土耐久性影响的研究
比较一致的结论认为裂缝的产生能够加速有害介质侵入
混凝土内部，进而引起钢筋与预应力筋锈蚀。有研究者认
为裂缝能够使钢筋锈蚀的时间提前，能够启始腐蚀进程并
使该处力筋活化。相同养护条件、相同龄期条件下，裂缝处