连续箱梁常见病害及加固对策研究

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1、连续箱梁常见病害及加固对策研究一、前言由于预应力混凝土连续箱梁这种结构形式的截面具有结构性能优良,抗扭转能力较强，适宜于工厂化集中预制、安装快捷等优点,使得其非常适合于建造大跨度的桥梁,但是因运营条件的改变、设计和施工不当、自然灾害和外部环境等原因，许多桥梁出现了各种常见病害，如不能得到及时处理势必影响桥梁结构安全和耐久性，甚至对人民生命财产造成极大损害。本文中，我们针对在实际工程中连续箱梁出现的常见病害，对其产生的原因进行详细分析并提出了相应的加固措施。二、预应力混凝土连续箱梁常见病害及原因分析1、支座破坏[1]由于每一联的长度较长，从而其伸缩量较大，所设计的滑动支座必须有效滑动，也就是说

2、伸缩量必须靠支座滑动来承担，不滑动仅靠支座变形来承受，支座变形超出其极限，那么支座必然破坏。从实际使用观察，应该说存在一些问题，出现个别桥梁支座破坏，为此必须保证支座的质量，一方面支座的刚度、强度、耐久性必须满足要求，另一方面必须保证滑动面能有效滑动。2、施工工艺质量问题箱梁预制拆模后，如不注意在腹板下部与底板接触处波纹管位置会出现“水纹”现象。通过实践分析主要是由于内模为下料方便未设底板，腹板振捣时水泥浆外漏造成的。采取措施为芯模制作时加设活动底板，底板下料时打开，浇完底板后盖上并固定，再浇腹板，并注意振捣密实。加强混凝土浇筑的工艺控制，严格按规范要求浇筑，同时适当采取二次振捣工艺。通过以

3、上措施就能很好的避免出现“蜂窝麻面”，“气泡”，“冷缝”，“拼缝漏浆错台”等质量通病。3、连续箱梁的开裂[2]通过对预应力混凝土箱梁桥的调查，在桥梁的修建以及以后的运营过程中．梁体不同部位常会出现横向、纵向及斜向裂缝。裂缝问题是连续箱梁的常见通病。裂缝一旦出现，轻则影响结构的耐久性，重则直接影响结构的承载能力，甚至危及结构安全，必须予以重视。应弄清裂缝成因．采取预防措施．必要时采取加固措施．控制和延缓裂缝的进一步发展，以确保桥梁的安全和耐久性。根据裂缝发生的原因和位置的不同，主要可以分为一下几类：（1）腹板斜竖向裂缝[3]箱梁腹板竖向裂缝主要分布在箱梁腹板跨中及1/4跨径处。一般这种裂缝产生

4、在施工脱模后的2d～3d内，上下没有延伸。箱梁腹板斜向裂缝在越靠近箱梁两侧支点的位置，裂缝上部越向跨中倾斜，呈“八”字状分布。斜裂缝也称主拉应力裂缝，它是预应力混凝土梁桥中出现最多的一种裂缝，往往首先发生在剪应力最大的支座附近，大致与梁轴线成25。—50。夹角，并随着时间的推移不断向受压区和跨中方向扩展。（2）腹板横向裂缝此类裂缝较小，裂缝宽度大部分为0.1mm左右，一般出现于跨中位置。此类裂缝为荷载裂缝，裂缝宽度会在重车过桥时发生变化。出现横向裂缝的主要原因是结构计算时计算模型不合理，结构受力假设与实际受力不符，使得结构安全系数不足。设计荷载等级小于目前超载车辆的荷载等级，则在较大荷载作用

5、下板底混凝土开裂形成横向裂缝。图1腹板裂缝示意图（3）底板纵向裂缝这类纵向裂缝主要分布在纵向预应力钢筋范围内，底板底面产生这类纵向裂缝后，可能会伴随着底板沿厚度方向层离。有的引起局部起壳，严重者底板下半层混凝土脱落。底板曲面在纵向预应力束作用下会产生径向均布力或集中力。在各预应力束产生的径向力作用下，底板横截面发生弯曲变形．导致底板横向受弯而产生纵向裂缝。图2底板裂缝示意图（4）支座处裂缝和支座位移引起的裂缝。在连续梁支点处,由于梁体的振动,将产生比静力荷载大得多的支点反力,在支点的局部有可能对梁产生称压曲裂缝的裂缝,而且在此反力作用下,下部结构和橡胶支座将产生大的变形,如果这种变形不均匀,

6、必将造成梁体内出现由于支座不均匀位移产生的附加内力,可能造成梁的腹板进一步的裂缝,这种裂缝与地基以及桥梁的下部结构的振动特性有关,需要综合考虑。三、连续箱梁的加固对策1、体外预应力加固方法[4]体外预应力技术在公路桥梁加固上的应用通过对增设的体外束张拉，以提高原结构的预应力水平，改变原结构的内力分布，抵消部分恒载应力，起到卸载作用，从而达到大幅度提高桥梁的承载能力。体外预应力加固方法有着对原结构的损伤小、自重增加也较小等优势。更重要的是，作为一种主动加固方法，体外预应力加固可明显提高结构刚度和承载力，减少结构变形，阻止裂缝宽度继续增大甚至完全闭和。体外预应力加固体系主要是由体外索、锚固结构和

7、转向结构组成的。箱梁加固采用的体外预应力钢束为两股沿底板的曲线束和两股箱内的直线束。其布置示意图如下：图3体外预应力钢束布置示意图底板束锚固构造特点：在箱粱底板两侧四分之一跨的位置浇筑新齿板，通过在箱梁底板凿出剪力槽，新旧混凝土接触面种植钢筋，使结构共同受力。底板束均通过齿板锚固于底板上并靠近底板布置。直线长束则锚固于主墩墩顶对应的横隔梁上。连续箱梁体通过采用增设体外预应力索这一加固措施，使得各截面中性轴高度