某钢筋混凝土箱梁桥的裂缝分析及加固处理

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发布时间：2021-10-09

资料介绍

工程概况
某立交桥主桥为钢筋混凝土箱梁结构，跨径布
置为 5×21 m。箱梁采用单箱三室箱梁，梁高 1．6
m，宽 16．25 m，箱梁混凝土采用 C30混凝土。于
2000年建成，设计车速 8O km／h，设计荷载等级为
汽车一超 20，挂车一120。桥梁总体布置见图 1。
图 1 桥梁总体布置示意
2 病害状况及原因分析
2．1 裂缝病害状况
桥梁外观检查结果表明箱梁梁体外表面主要有
以下裂缝：
(1)第 1类裂缝为箱梁腹板上的裂缝。该类裂
缝出现在桥梁各跨，腹板裂缝在支点附近处，极少数
呈斜向(斜率 1：2～1：3)，大部分裂缝略有倾斜
(I：6～1：10)，在跨中附近裂缝基本呈竖向，裂缝
宽度变化在沿桥纵向无明显规律；跨中区域底板裂
缝无明显增多的迹象，但跨中附近裂缝长度、宽度明
显大于桥墩附近处的，部分跨中的腹板裂缝延伸至
底板，形成 U 形裂缝。
(2)第 2类裂缝为箱梁腹板上顺桥向裂缝。该
类裂缝数量较少，主要在 2号墩和 3号墩附近的箱
梁腹板上。
(3)第 3类裂缝为桥墩附近箱梁底板顺桥向裂
缝。该类裂缝数量较少，主要集中在第 3跨 3号墩
附近的箱梁底板上。
2．2 裂缝原因分析
依照裂缝类别，对裂缝产生的原因分别进行
分析。
(1)通过查阅资料，在建桥初期箱梁各跨腹板
上均出现了竖向裂缝，且部分裂缝贯穿箱梁内外侧，
由此推定第 1类裂缝的产生主要不是桥梁设计承载
能力不足引起的，其产生的原因可能有：① 温度影
响和混凝土收缩。在混凝土浇筑完成后，由于温度
作用和混凝土收缩，使混凝土产生温度和收缩应力，
当受到腹板模板约束后，在混凝土表面形成纵向拉
应力，达到抗拉强度极限后，使腹板混凝土产生竖向
裂缝。建桥初期各跨箱梁腹板出现的裂缝可能就是
由此原因产生。② 混凝土选用骨料不当。建桥时
采用的混凝土骨料硬度高且脆性差，在建成后，对此
种骨料浇注的混凝土试块进行试验，试块的强度较
正常骨料浇注的混凝土高，一旦开裂，裂缝扩展的速
度比正常骨料浇注的混凝土快很多。由于建桥初期
箱梁腹板就产生了很多裂缝，且部分裂缝贯穿箱梁
内外侧。在后期由于运营荷载和混凝土的收缩徐变
影响裂缝进一步扩展，而此种骨料浇注的混凝土脆
性较差，裂缝扩展速度相对较快，箱梁跨中附近的 U
形裂缝就是由此原因产生。③ 桥梁额外荷载影响。
进入箱梁内部检测裂缝，发现箱梁内部混凝土底板
超厚现象严重，箱梁底板普遍超厚 15 cm左右，尤其
是第 1跨箱梁内部混凝土底板局部超厚达 25 cm。
由混凝土浮浆凝固的超厚部分不能协同混凝土箱梁
受力，成为桥梁的额外荷载，加速了裂缝的扩展。
(2)对于箱梁腹板上的顺桥向裂缝，依照连续
梁的受力特点，该类裂缝的产生不是由于桥梁承载
能力不足引起，推定腹板顺桥向裂缝可能由于混凝
土收缩产生，其产生机理为：在施工过程中、混凝土
浇注后约 4～5 h，此时水泥水化反应激烈，分子链
逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收