大跨度预应力混凝土箱梁桥长期下挠成因研究和对策探究

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1、大跨度预应力混凝土箱梁桥长期下挠成因研究和对策探究　　【摘要】大跨度预应力混凝土箱梁桥的下挠现象日益严重，威胁桥梁结构的运营安全,而导致这种现象的原因仍然没有完全明确。从设计、施工及运营管理等方面,对国内外在大跨度预应力混凝土箱梁桥的下挠问题的原因及对策进行了总结和分析，对将来开展控制结构长挠的研究提出了建议。【关键词】大跨度；预应力；箱梁桥；下挠；成因分析；对策研究中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：一、概述随着设计和施工技术的提高，混凝土桥梁开始朝着复杂大跨的方向发展,尤其是预应力混凝土箱梁桥发展迅速。但近年来国内外对在役桥梁的

2、检测报告均表明：随着跨度增长,主梁的下挠问题日益突出。主梁下挠的特点主要表现为：（一）挠度长期增长，增长率随时间可能呈加速、降低或保持均速变化的趋势；（二）结构的长期挠度远大于设计计算的预计值；（三）下挠持续的时间普遍长于根据理论计算经验下的混凝土徐变变形时间。7主梁过度下挠，不仅会导致养护费用的大幅增加,影响桥梁的美观，更重要的会降低桥梁运的安全度，甚至会导致桥梁坍塌。例如：帕劳共和国科罗巴岛桥通车后不久就产生了开裂和较大的挠度。后来采用体外索进行加固，1996年7月加固结束，但是加固处理后不到三个月就倒塌了。二、大跨径预应力混凝土箱梁桥长

3、期下挠的主要原因分析通过查阅资料及对病害桥梁的调查发现目前大跨径预应力混凝土箱梁桥的下挠，主要表现在跨中下挠过大，其原因主要有：（一）设计方面1、混凝土徐变的影响大跨度预应力混凝土箱梁桥在设计上为减轻自重而都采用高强的薄壁箱形主梁，由徐变理论可知：箱梁的板件越薄，理论厚度就小，就有较大的徐变系数，而板件薄，混凝土的应力就高，而徐变变形又与应力正比。2、对预应力长期损失估计偏低3、内支点负弯矩预应力筋配置不足设计时仅按上缘混凝土不出现拉应力控制负弯矩预应力筋数量，未充分考虑负弯矩预应力对控制徐变下挠的有利作用。74、荷载长期效应的影响荷载长期作

4、用下混凝土的弹性模量、构件的刚度都会降低,从而使桥梁结构挠度增大。5、预拱度设置。大跨度预应力混凝土箱梁桥自重所占的比例非常大,如果不考虑自重荷载长期效应的影响设置的预拱度或所计算的预拱度值偏小,都会导致挠度过大。（二）施工方面1、施工各方在进行混凝土配制时片面的追求高强度却忽视其综合性能指标,从而使混凝土的品质满足不了设计要求。2、施工过程中由于模板安装不好使腹板厚度过薄或过厚，直接影响箱梁腹板的抗裂性能或增加了悬臂箱梁的重量。3、施工的过程控制不严格导致钢筋连接质量差、绑扎不到位、模板安装不牢固,进而导致露筋、漏浆、错台等质量问题。4、预

5、应力的损失；跨中的下挠值几乎随各种预应力损失的增加而成线性增加。5、片面强调缩短施工周期设计图纸上往往仅标明混凝土强度达到设计强度的80％～90％后，即可张拉预应力而没有对混凝土的加载龄期提出要求。76、加载龄期的影响施工单位为赶工期而在混凝土中掺加各种早强剂，使混凝土的弹性模量偏低，导致后期的混凝土徐变变形很大。7、相对湿度的影响一般情况下环境相对湿度越大，混凝土徐变就越小，且加载早期的徐变受相对湿度的影响更大。8、施工误差的影响①施工控制中桥面标高控制不理想②施工质量和施工工艺欠佳③开裂的影响。9、施工超方的影响施工中，混凝土实际浇注量大

6、于设计值，并且当这种误差超出规范规定的合理的范围时，会对箱梁的自重内力产生影响。三、对策研究处理大跨径预应力混凝土箱梁桥长期挠度的措施主要有：（一）设计上1、改善预应力体系适当的增加箱梁的顶板束和底板束，取消直线预应力钢束的布置方式，将纵向预应力钢束向下弯至箱梁截面的中心附近，为梁体提供较大的预剪力。2、采用零弯矩配索理论进行预应力钢束的布置7如果合理的预应力钢束配置使恒载产生的弯矩和预应力产生的弯矩相等，则在施工过程中,收缩徐变将不引起梁的挠度的变化。3、增加跨中部分的箱梁高度增加跨中部分箱梁高度可以提高跨中处的梁体抗弯刚度，减少跨中的长期

7、挠度。4、选择合适的边中跨比例边中跨比例，最好在0.52~0.58之间。5、考虑活载长期效应的影响为避免后期挠度过大，在进行挠度计算和预拱度设置时考虑活荷载长期效应的影响。6、改善预应力张拉时间及顺序为保证腹板的抗主拉应力将竖向预应力钢筋滞后张拉，纵向预应力钢束的张拉时间则需要考虑混凝土强度与龄期以避免混凝土后期收缩徐变过大。7、充分考虑箱梁的非线性温差应力8、设计时保证足够的正截面和斜截面强度9、控制负弯矩区域截面的应力梯度在梁根部区段，使悬臂节段的自重完全由预应力抵消。内支点底板厚度不宜小于跨径的1/140。（二）施工上71、主跨合龙前，

8、在两悬臂端施加水平力对顶，然后合龙。2、适当增加底板合龙束，并预留体外备用钢束。3、加强施工质量管理①混凝土加载龄期至少应在7天以上，强度和弹模至少在90％以上。②