钟秀大桥底板缺陷例析.doc

钟秀大桥主桥箱梁底板病害分析 桥梁概况 钟秀大桥位于南通市区北城大桥号桥之间 主桥箱梁采用纵横竖三向预应力体系。跨中下缘设置32束（每束15根钢绞线）底板合龙束，预应力束孔道中心间距为16cm。 图1 桥梁立面 图2 1/2中跨立面 现阶段主桥箱梁底板主要病害状况及分析 1、错台 悬浇节段之间的顶板、底板、腹板均出现不同程度的错台。 图3 顶板错台 图4 腹板错台 2、蜂窝、麻面、漏筋及空洞 图5 漏筋麻面 图6 漏筋麻面空洞 图7 混凝土修补不密实 3、主桥箱梁底板崩裂 图8 主桥箱梁底板崩裂的总体位置 图9 东侧桥（南岸 12#、13#节段）箱梁底板崩裂 图10 东侧桥 (北岸 12#、13#节段) 箱梁底板崩裂 图11 西侧桥南岸（10#、11#节段）箱梁底板崩裂 图12 西侧桥北岸（12#、13#节段间、12#、11#节段间）箱梁底板崩裂 图13 西侧桥北岸（12#、13#节段间） 4、主桥箱梁底板崩裂现象发生时间 左半幅桥： 2011年10月6日，在张拉第一批次中跨合拢钢束（据现场反映20束）后，南岸及北岸底板在13#和12#节段接缝处分别出现两处底板崩裂；第二批钢束张拉完成后，崩裂现象未见明显增加。 右半幅桥： 2011年10月13日，白天张拉第一批次18束钢束，次日早晨在现场发现南岸10#、11#节段接缝处出现一处底板崩裂，北岸在13#、12#节段接缝处及10#、11#节段接缝处分别发生底板混凝土崩裂。 两幅桥的边跨底板均未发现崩裂现象。 5、主桥箱梁底板发生崩裂呈现的特征 （1）边跨箱梁底板没有发生崩裂，仅主跨箱梁底板发生崩裂。 （2）张拉主跨箱梁底板合拢束数量约一半时，主跨箱梁底板出现崩裂现象，但在合拢束全部张拉后，并没有发现新的箱梁底板崩裂现象，且随着时间推移，暂未出现箱梁底板崩裂恶化现象。 （3）箱梁底板崩裂位置均发生在节段与节段之间的接缝位置处。 （4）崩裂现象在桥跨方向不具有对称性，发生的位置有： 12#、13#节段接缝，11#、12#节段接缝，11#、10#节段接缝等。 （5） 主桥箱梁底板崩裂的原因分析 预应力混凝土变截面连续箱梁底板崩裂的主要原因是沿底板下缘呈曲线布设底板合拢束张拉后对其下混凝土产生径向压力（简称径向力）。该径向力与单束钢束张拉力成正比，与钢束在该点的曲率半径成反比。当钢束呈平滑曲线布设时，合拢束张拉后产生的向下的径向力一般较小，箱梁底板上、下层钢筋之间设置少量的钩筋即可克服。 1、合拢束孔道位置偏差，产生较大的径向力，箱梁底板将会发生崩裂。 如果合拢束孔道位置存在较大偏差时，例如预应力钢束在某一位置产生突变，则该点曲率半径将会大幅度的减小，可导致底板向下的径向力数十倍甚至数百倍的增加，当向下的应力超过混凝土拉应力时，造成预应力钢束下缘混凝土因较大径向力作用而发生局部崩裂。 2、底板上下层钢筋之间设置的钩筋如果没有达到预期效果，也可能发生崩裂。 为克服钢束径向力产生的底板下崩力，设计时在箱梁底板上下层钢筋之间设置钩筋，现场施工时，如果没有按照规定设置钩筋，或设置的钩筋施工质量差，也可能发生崩裂。 本项目的主桥箱梁底板钩筋设置及相关要求如下： 相应图纸附注明确要求如下： “ 2. N13~N16为拉筋，顶板、底板、腹板两层钢筋网之间的拉筋呈梅花形布置，相邻两筋顺桥向间距不超过50cm。拉筋应钩在两层钢筋网最外侧钢筋上。拉筋若与预应力管道发生干扰，可适当调整拉筋位置。 3. 腹板箍筋如与预应力管道发生干扰，截断箍筋后需恢复。 4. 箍筋和拉筋末端均应做成135度弯钩。” 同时在施工图总说明 6.4 主桥点135°。” 若实施时钩筋用量偏少或钩筋变成顶底板之间的架立筋，则该钢筋起不到联系上下层钢筋网及承担预应力钢束径向力的作用，混凝土一旦开裂，就会马上展开，致使底板混凝土局部分层。可能会导致底板崩裂。 3、预应力孔道下的混凝土保护层厚度不足 预应力孔道下的混凝土保护层过薄是导致底板崩裂的诱因之一。 4、混凝土质量太差，或强度很不均匀时，也容易发生底板崩裂。 混凝土强度不足亦可能导致底板崩裂，混凝土的构成材料施工中振捣密实度及混凝土强度增长过程中的养护条件。  钟秀大桥主桥纵向计算书 单元离散 箱梁应力 正应力 拉应力计算（抗裂验算）： 规范规定，预应力混凝土构件在作用短期效应组合下 σst－σpc≤0 Mpa 经计算期满足构件要求 短期效应组合正应力 设计时对中跨底板束配置量进行了试算比较，若将N1钢束减少两束，则跨中下缘最小压应