沈阳市某预应力混凝土连续梁桥的病害处理

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发布时间：2021-10-18

资料介绍

沈阳市某桥是沈阳市二环路的重要组成部分,
为一座( 65. 94+ 100+ 65. 94) m 三跨变截面预应力
混凝土连续箱梁桥, 桥梁立面布置如图 1 所示。桥
梁分左、右两幅, 两幅桥相互分离, 每幅桥桥面宽
12. 75 m。桥梁上部结构采用三向预应力混凝土
( C50)连续箱梁, 单箱单室结构, 梁高 2. 3~ 5. 5 m。
底板厚 30~ 70 cm, 顶板厚 30 cm, 腹板厚 40~ 60
cm。纵向预应力钢束包括顶板束和底板束 2 种, 均
采用钢绞线; 横向预应力钢束采用碳素钢丝; 竖向预
应力钢筋采用高强精轧螺纹钢筋。该桥修建于
1997 年, 设计荷载汽- 20 级, 验算荷载挂- 100 级。
图 1 桥梁立面布置示意
2 主要病害情况
2008 年 5 月, 在桥梁外观普查过程中, 发现箱
梁内部裂缝较多, 出于安全考虑, 管养单位对桥梁作
出限载 15 t 运营的规定, 鉴于该桥病害较为严重,
2008 年 6 月对该桥进行了全桥检测, 发现该桥主要
存在以下几个方面的病害:
( 1) 中跨梁体下挠明显。经现场测量, 检测时
桥面线形相比桥梁成桥线形有明显下挠, 其中中跨
跨中部位约下挠了 10 cm, 中跨 1/ 4 跨附近约下挠
了 4 cm。
( 2) 箱梁开裂严重。连续梁主梁跨中至支点范
围内的腹板内、外侧均有裂缝, 裂缝间距 ~ 5
, 裂缝宽度多在 ~ , 最大缝宽 6
mm, 裂缝特征相似, 主要为斜向裂缝, 且越靠近跨
中倾斜角度越小, 在跨中 4 m 范围内为竖向裂缝。
箱梁内部顶板裂缝均为顺桥向裂缝, 且主要集中在
箱梁中心线附近。
( 3) 抗弯刚度不足。桥梁静载试验表明, 目前
的承载能力尚能满足汽- 20 承载能力的要求, 但对
中跨跨中断面最大弯矩加载时, 实测挠度为 27. 3
mm, 计算挠度为 30 mm, 挠度校验系数超过了
0. 90, 表明中跨跨中断面的抗弯刚度富余量略显
不足。
( 4) 弹性工作性能一般。卸载后, 部分测点的
残余应变和相对残余变形超过了 10% , 表明桥梁的
弹性工作性能一般。
3 主要病害原因分析
结合模型计算、检测资料及周边环境调研, 该桥
病害产生的原因主要有以下几个方面[ 1] 。
3. 1 病害原因分析
3. 1. 1 预应力损失的影响
该桥 1997 年建成, 至今已有 10 余年时间, 混凝
土收缩徐变基本完成, 其引起的预应力损失较大。
为了便于施工, 在施工时腹板纵向预应力束短距离
弯起后即锚固, 未设置通长的上、下弯起束, 即该钢
束没能提供充足的竖向预应力; 该桥的竖向预应力
筋和横向预应力筋长度均较短, 在长期频繁的动荷
载作用下, 锚具不可避免地会出现松动变形, 预应力
损失较多。为了解预应力的损失情况, 对纵向预应
力筋的预应力损失进行了抽测, 实测结果表明预应
力损失约为 %。 3 桥面铺装过厚的影响