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
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