预应力混凝土连续刚构桥损伤分析.pdf

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1、·144·2014年第4期2014年8月SichuanBuildingMaterials第40卷总第180期DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.04.064预应力混凝土连续刚构桥损伤分析12曾晓茜,冯振兴(1郾西南交通大学希望学院,四川成都摇610031;2郾中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都摇610031)摇摇摘摇要:预应力混凝土连续刚构桥具有多种优点,但病害同样备受关注。本文以东莞市卢村特大桥北排涌主桥的损伤检测结果及客观表象为基础,考虑多种因素单独及a)梁体底板裂缝

2、分布组合作用,最终建立了最符合桥梁损伤状态的损伤模型。#并对0块应力复杂区域进行实体分析,综合认为混凝土的收缩徐变、预应力损失是PC箱梁开裂的主要影响因素。摇摇关键词:连续刚构桥;病害检测;损伤分析b)梁体顶板裂缝分布摇摇中图分类号:U448郾213文献标志码:B文章编号:1672-4011(2014)04-0144-030摇前摇言c)梁体腹板裂缝分布图2摇梁体裂缝分布图预应力混凝土连续刚构桥继承了连续梁桥无伸缩缝、行车舒适的特点,又有T型刚构桥不设支座、施工便捷的2摇损伤分析优点,且一般采用箱形截面梁使得它在顺桥向的

3、抗弯刚度预应力混凝土连续刚构桥产生病害的原因往往比较复以及横桥向的抗扭刚度都很大。另外,由于柔性墩的存在,杂,且互相影响,涉及构造、跨径布置、施工条件、桥跨使结构在外力作用下,墩台基本不承受推力,梁体内力分结构所处环境及运营状况等,桥梁应根据具体情况具体分布更加合理。析。本文采取的分析方法为张方提出的基于结构性能(per鄄近年来,此类桥梁出现了梁体开裂、跨中下挠、预应formance-based)的PC连续刚构桥损伤分析,该方法立足力筋崩裂等病害,时刻危害着桥梁的健康,工程界也亟待于结构性能的客观表象,对可能造成结构性

4、能水平下降的找出产生此等病害的原因,以便从设计、施工上加以改进,损伤因素及其组合进行对比分析,以实际桥梁检测获得的提高桥梁结构的耐久性和安全性。结构性能水平参数作为评判依据,在分析造成损伤的因素1摇工程概况及其达到的程度的同时,进一步分析得到桥梁较为真实的性能水平。该桥位于东莞市北五环,跨径组合为(75+95+63郾78)全桥共98个梁单元,主梁和墩身分别采用C50和C40m,单幅宽13郾21m,梁体采用C50混凝土,三向预应力结混凝土,预应力束为Strand1860钢铰线,桥面宽13郾21m,构,满堂支架法现场浇筑施

5、工。各跨梁高按二次抛物线渐混凝土铺装层厚8cm,沥青混凝土铺装层厚10cm,计算得变(见图1),根部梁高450cm,跨中及支点梁高220cm,主桥面分布荷载为71郾5kN/m(桥面附属结构设施重力计算为##梁与38墩固结,在39墩安装单向活动支座。19郾5kN/m)。温度梯度采用《公路桥涵设计通用规范》相关模式(见图3),全桥分5个计算阶段(见表1)。图1摇桥跨总体布置/mm该桥于2009年12月正式通车,一年多后,检测发现结构各跨跨中箱底存在横桥向开裂的现象,桥梁荷载试验图3摇温度梯度图示/mm亦反映出结构校验系数超

6、出了正常范围。2012年3月对该表1全桥计算阶段划分桥再次进行了专项检测,检测结果表明,主梁总体混凝土施工阶段工作内容备注抗压强度符合设计强度C50要求,但在局部存在不足:主1修建桥台、桥墩-桥(右幅)跨中附近底板和腹板、主墩支点附近的顶板、预2搭设支架、现浇主梁、安装支座、拆除支架成桥应力锚块前后等区域有大量裂缝分布(见图2),较之前检测3桥面铺装二期恒载结果有扩展现象;主梁存在跨中下挠现象。4运营1年-5运营2年检测日期作者简介:曾晓茜(1987-),女,四川西昌人,助教,研究方向:桥梁维修加固技术。根据基本参数计

7、算后得出结果参见图4。从分析结果可2014年第4期·145·第40卷总第180期SichuanBuildingMaterials2014年8月#以看出,主梁的上下翼缘均没有出现拉应力,即不满足开得出结果见图6。从应力结果可知,0块确实已经达到了开裂的必要条件,这与实际检测结果不符合,说明随着运营裂的应力水平,符合客观表象。时间的增长,设计参数已经逐渐发生偏离。ZMax：1.17YXMin：-1.50a)墩顶梁截面顶板横向正应力/MPaMin：-5.02Max：1.32a)箱梁上翼缘应力b)墩顶梁截面顶板纵向

8、正应力/MPaZMax:1.41Min：0.29YXb)箱梁下翼缘应力c)墩顶梁截面顶板横向主拉应力/MPa图4摇基本参数计算结果ZMax:3.97接下来,本文分别考虑了收缩徐变、预应力损失、温XYMin:0.40度及车辆超载对结构的影响,并同时考虑多种因素组合作用(具体结果不再赘述),最终当考虑预应力损失25%、超d)墩顶梁截面