在用预应力连续梁连续刚构桥箱梁开裂成因及处治技术研究.docVIP

在用预应力连续梁、连续刚构桥箱梁开裂成因及处治技术研究 报 告 简 本 1.研究背景与意义 预应力混凝土箱梁结构起源于二次世界大战后的欧洲，预应力混凝土从受力特点上来讲，预应力混凝土箱梁抗弯和抗扭刚度大，可以承受较大的正负弯矩和扭矩作用，特别适合悬臂施工，加上预应力的优点，使这种结构型式非常适合用于连续箱梁和连续刚构等大跨结构。同时预应力连续箱梁和连续刚构桥的型简洁美观，整体性和连续性好，行车舒适，易养护，施工便利，工艺较为成熟。因此在40~300m的经济跨径范围内此类桥是最有竞争力的桥型之一从70年代开始，我国公路上开始修建大跨度预应力混凝土箱梁桥，进入80年代后，预应力连续箱梁桥和预应力箱梁连续刚构桥得到了迅猛发展，现已成为我国大跨度桥梁的主要桥型之一。在我国的高等级公路上修建了大量度预应力箱形截面桥梁，200m以上的了座。 但是预应力连续梁、连续刚构桥箱梁的腹板、顶板、底板、横隔板以及齿板等部位出现了形式的裂缝裂缝的存在对结构的安全耐久性和正常使用产生十分不利的影响 （1）结构的受力的安全度降低甚至造成桥梁结构的破坏。 （2）失去混凝土保护的钢筋会受到空气中有害的侵蚀，将加速钢筋的锈蚀，削弱桥梁的耐久性，缩短结构的使用寿命，特别是预应力钢束（筋）的腐蚀属高应力腐蚀，危害性大。 （3）裂缝削弱箱梁的刚度，使箱梁增大。国内主跨245m的某大桥由于出现了大量裂缝，跨中严重下挠，最大达32cm。 目前公路管理部门对于出现大量裂缝的桥梁一般都采取了限载限速的措施，大大削弱了桥梁的使用功能。预应力连续梁、连续刚构桥箱梁迫切需要探明箱梁结构裂缝产生的机理形成规律改进完善设计、施工措施箱梁开裂后的使用性能桥梁的设计、施工 2.研究目标 本在我国预应力箱梁开裂成因分析和处治技术方面已取得的理论与应用成果基础上，对预应力连续箱梁、连续刚构桥箱梁开裂问题进行系统的研究。通过本项目的研究，预应力连续梁、连续刚构桥箱梁原因，预应力箱梁检测，开裂预应力箱梁桥安全性评估方法，并提出实用的预应力连续箱梁、连续刚构桥箱梁开裂的防治措施。 3.1主要研究内容 3.1.1专题1：预应力箱梁裂缝调查及检测技术研究 (1) 预应力箱梁裂缝调查 (2) 预应力箱梁检测技术研究 3.1.2专题2：预应力箱梁开裂成因分析研究 (1) 结构参数的平面分析 (2) 箱梁空间效应分析 (3) 箱梁温度梯度模式的影响研究 (4) 设计因素影响分析及改进措施研究 (5) 施工因素影响分析及改进措施研究 3.1.3专题3：预应力箱梁开裂后的性能研究 (1) 裂缝对预应力箱梁结构刚度、承载力的影响研究 (2) 预应力箱梁开裂后结构安全评定指标的研究 3.1.4专题4：预应力箱梁维修加固技术研究 (1) 裂缝封闭技术研究 (2) 结构补强技术研究 3.2具体的实施方案 专题1 （1）预应力箱梁裂缝调查 对在用预应力连续梁、连续刚构桥在全国范围内进行查，了解我国箱梁的基本状。一方面为本课题的研究提供全面的资料，另一方面为此类桥梁的养护、加固计划安排提供依据。 ：结构形式总体参数、预应力钢束布置形式和类型、结构变形、裂缝形式和分布、过桥车辆超载情况等方面。在详细调查阶段，除现场观察箱梁内外表面裂缝的形态特征和分布外，补充和核实普查资料，收集有关桥梁的设计、施工、监理、运营等资料 对调查的箱梁裂缝进行分类，了解裂缝特性，归纳出典型裂缝，并对其可能成因进行初步总结，为下一步的理论分析确定其开裂原因奠定基础。 2）预应力箱梁检测技术研究 ①开裂混凝土强度检测 ②预应力筋定位及管道压浆检测技术研究 ③竖向预应力筋有效预应力检测技术研究 实现有效预应力的检测 3.2.2专题2 （1）结构参数的平面分析 根据梁调查的结果，不同跨径布置、梁高，以及连续刚构桥梁、墩刚度比等并提出相应的改进措施。 箱梁空间效应分析 根据箱梁查的结果， ②研究不同宽跨比、高跨比、跨 ③对比分析直筋和弯布束方案，对预应力箱梁桥的布束方案提改进建议。 比较平面分析和空间分析结果差异，为改进平面分析提出建议 （3）箱梁温度梯度模式的影响研究 ①深入比较国内外桥梁规范的温度梯度模式，分析其对典型箱梁桥的应力。 对实桥温度分布进行测试了解箱梁空间温度场分布比较实测温度分布与规范温度梯度模式 ③在实桥空间温度场观测的基础上，采用数学处理方法研究给出实测数据的温度梯度模式。 （4）设计因素影响分析及改进措施研究 、竖向预应力有效预应力计算和构造措施。 提出箱梁混凝土的应力合理取值范围。 根据竖向预应力有效预应力的试验结果，提出竖向预应力有效应力的计算方法。 锚固位置附近应力，提出合理的构造措施和锚固布置方式。 （5）施工因素影响分析及改进措施研究 根据预应力箱梁