浅析连续刚构箱梁腹板裂缝成因__墨水学术,论文发表,发表论文,职(2)
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过小
我国过去的桥梁设计规范中,对温差应力,仅规定了翼缘与梁体的其他部位有5℃的温差。这样的温差偏小,与实际情况严重不符,不安全。根据国内外的研究,对于箱梁,温差应力可以接近甚至超过活载的应力[3]。英国、新西兰规范规定的温度梯度,比我国大很多。这也是出现纵向裂缝的原因之一。
3) 收缩引起的裂缝
双壁墩身建成后相当长时间,才建墩上梁的0号块。由于墩身横向收缩已大部分完成,而0号块横向收缩受到墩身约束,导致底板中部出现裂缝。
在0号块建成后相当长时间,再建1号块,也会因收缩差而出现纵向裂缝。因此,节段浇筑时间间隔不要过长,截面配筋要考虑收缩影响。
4) 顶板较薄
由于顶板较薄,又要布置纵、横向预应力束和普通钢筋,预应力筋的位置较难精确控制,一旦偏差较大,易在顶板下缘出现纵向裂缝。顶板薄导致活载作用下混凝土应力变幅过大,容易出现疲劳裂缝。
5) 水化热导致开裂
这种现象往往出现在悬浇施工底板较厚的梁根部,尤其在天气较冷时,拆模后即发现底板下缘存在纵向裂缝。
这种裂缝是在结构上没有作用任何荷载的情况下产生的,原因是由于温差引起的应力(自平衡应力)高于缓慢提高的混凝土抗拉强度而产生。由于底板较厚,混凝土硬化期间产生水化热,在底板中部温度最高,而两侧接触空气的部分稍低,尤以接触外界空气的板底温度最低。由于平面变形,就产生了自平衡应力,板外缘手拉,中部受压,当拉应力大于该时的混凝土抗拉强度,就可能产生开裂,出现底板下缘的纵向裂缝。
(三)横向裂缝
在预应力混凝土连续刚构中,出现受弯的垂直裂缝相对来说是较少的,但有时也能见到。在大跨径梁桥的设计中,通常采用全预应力设计。无论是全预应力或部分预应力A类构件,都不应该出现横向裂缝。出现横向裂缝,反映了正截面强度的不足。出现横向裂缝的主要原因有:
1 有效预应力不足,过早加载,预应力徐变损失大。沿管道预应力损失偏大。底板预应力筋因管道压浆不饱满和浆体离析而锈蚀。
2 对剪力滞影响考虑不够,腹板区域上下缘纵向拉应力远大于平均应力
3 梁体下挠过大以及斜裂缝过宽过多的影响,也促使横向裂缝出现。
结束语
大跨预应力混凝土连续刚构病害主要表现为主梁跨中下挠和箱梁开裂(特别是箱梁腹板裂缝)。两大病害相互伴生,并相互促进和影响,严重威胁着桥梁的使用性和安全性。据统计,在目前已建的连续刚构中,跨径80~100m以下的梁桥,病害较少;跨径100~160m的梁桥,病害较多;跨径160m以上的梁桥,病害就更多。预应力混凝土连续刚构病害产生的原因错综复杂,既有材料方面的原因,也有设计施工方面的原因。
参考文献
[1]孔海霞,张喜刚.苏通大桥副桥连续刚构桥设计.中国公路学会桥梁和结构工程分会.2004年全国桥梁学术会议论文集.2004
[2]郭金琼.箱形梁设计理论.北京.1991.12