针 对 近年 来 国 内预应 力 混凝 土箱 梁特 别是 大跨 桥 梁发 生 开裂及 下挠 的严 重病 害情况 ，分析预 应 力 混 凝土 箱 梁各种 裂缝 形成 原 因 ，着 重从设 计 角度提 出防止产 生各 种病 害的技 术措施 。 关键 词 ：预 应力 箱 梁 裂缝 平 面计 算 空 间效应 中图分 类 号 ：U448．35；U442．5 文 献标识 码 ：A 近 年来许 多预应 力混 凝土箱 梁 桥在 运 营过程 中 出 现 了较 多 的工程 病 害 ，严 重 影 响 了结 构 安 全 。病 害 主 要表 现 在裂缝 和挠度 两个 方面 。 引起裂缝 的原 因是 多 方 面 的 ，从桥 梁 制造 环 节 看 ，有施 工方 面 的 因素 ，也 有 设计 方 面 的因素 。本 文 着 重 从设 计 角 度 研 究 裂 缝 ，特 别是 腹板 斜 裂缝 的成 因和 控 制 ，提 出 预 应力 混 凝 土 箱 梁在设计计算及构造细节方面的技术措施 。 1 裂缝分 类及成 因 按 照裂 缝产 生 的外 因主 要 分 为荷 载裂 缝 、温 度 裂 缝 、收缩 裂缝 和 钢筋 锈 蚀 裂 缝 。荷 载 裂 缝 是 指梁 体 在 常 规 的动静 载作 用 下 ，由于混 凝 土 承 受 的拉应 力 过 大 而产生的。其特点是裂缝 宽度大 、长度 长。温度裂缝 是 指 由于温 度 的作用 ，使 混凝 土 发 生 热 胀 冷缩 的变 形 受 到约 束而 产生 的应 力 。大 量 研究 显 示 ，温度 应 力 常 常很 大 甚至 超过 活 载产 生 的应 力 ，足 以造 成混 凝 土 开 裂 。 收缩裂缝 是 由混 凝 土 不 均 匀 收缩 引起 的 ，是 一 种 常见 的裂缝 。其 特点 是裂 缝宽 度较 细 ，纵 横 交错 ，呈龟 裂状 ，没 有任 何 规律 。钢 筋锈 蚀 裂 缝 是 由于混 凝 土 质 量 差 、保 护 层厚 度不 足或 混凝 土开 裂等 因素 ，使钢 筋锈 蚀 ，对周 围混凝 土产 生膨 胀力 ，导致 混凝 土保 护层 开裂 剥 落 。按 照裂 缝 的力学 特 性 主 要 分 为 弯 曲裂 缝 、剪 切 裂 缝 、扭 曲裂缝 、断开裂 缝 和局部 应力 裂缝 。弯 曲裂缝 是 由于受 弯矩作 用 产 生 的 ，一 般 是 垂直 裂 缝 。剪 切 裂 缝 又称 为斜 裂缝 ，发生在 剪应 力大 的位 置 ，主拉 应力太 大 是 引起 此类 裂缝 的直 接 原 因 ，所 以裂 缝 与 中性 轴 多 呈 25。～45。的夹 角 。扭 曲裂缝是 构 件受 扭 转 和弯 曲共 同 作用 产 生 的。断 开裂 缝 ，混 凝 土 构 件 受 拉 时截 面 上 产 收 稿 日期 ：2011．07-21；修 回 日期 ：2011．0902 作者简介 ：乔晋飞 (1978一 )，男 ，山西榆社人 ，工程师。 生 的裂缝 为断 开裂 缝 。局 部应 力 裂 缝 ，是 由于局 部 应 力 过 大产生 的 ，主要 出现在应 力集 中的部位 。 按 照裂 缝发 生 的部 位 主要 分 为 顶 底板 裂 缝 、腹 板 裂 缝 和横 隔梁裂 缝 。顶 底 板横 向裂 缝 ，反 映 了正 截 面 抗 裂 能力不 足 。造成 原 因 主要 有 ：① 纵 向预应 力 损 失 过 大 ，实际 提供 的有效 预应力 不 足 。有 大量资 料证 明 ， 实测的预应力效应明显低于设计分析期望值。②实际 发 生 的收缩 徐变 变形 超过理 论预 测 。一方面增 大 了收 缩徐 变二 次力 ，另一 方 面增 加 了 因 收缩 徐 变 产 生 的预 应力 损失 。收缩 徐变 值 的大小受 收缩 徐变终 极值 及其 应力 历时影 响 ，也就 是 说 除 了对 收 缩徐 变 终 极值 有 较 为真 实 的认 识外 ，对 构件 的受力 必须有 准确 的估计 ，所 有 的荷载都 将影 响 收缩徐 变 的大小 。③对剪 力滞 效应 考虑 不够 ，截 面应力 峰值超 过平 均值较 多 。 顶底板 纵 向裂缝 ，反应 了顶 板横 向抗裂 能力不 足 。 造成 原 因主要有 ：① 横 向预应 力 损失过 大 ，实 际提供 的 有效预应力不足。②横向预应力位置偏差。由于顶板 厚 度 较薄 ，既要 布置 横 向预 应力 束 ，又 要布置 非预应 力 钢筋 。实际施工中，横向预应力钢束的“偏心距”较难 精确 控制 ，一旦 偏心 距 的实际偏 差较 大时 ，极 易 在顶板 下缘 出现 纵 向裂缝 。③纵 向预 应力横 向平 弯径 向力考 虑不 足 。④ 顺 桥 向预应力 过大 。在 正交 向极 易产 生 由 泊松 比而 引起 的横 向拉 应 变 ，甚 至 沿 波纹 管 的 方 向产 生规 则性 的纵 向裂 缝 。管 内积水 锈 蚀 钢 束 ，此类 裂 缝 的危 害性很 大 。⑤施 工过 程 中水 化热 产生 的温度 自应 力 引起 的纵 向裂 缝 。 腹板斜 裂缝 ，反 映 了斜 截 面抗 裂 性 能 不足 。腹 板 主拉应力是腹板开裂的主要衡量标准 ，其计算复杂，影 响 因素众 多 ，常 规 的平 面有 限元 分 析 软件 很 难 准确 计 算 ，是 导致 腹板 斜裂 缝 产 生 的 主要 原 因。 目前 主拉 应 力的计算都是基于平 面的，平面计算的主拉应力值必 然小于空间计算的值 。T形、I形梁的空间效应不太明

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