大跨度连续梁、连续刚构桥常见病害及防治对策.doc

大跨度预应力混凝土连续梁、连 续刚构桥常见病害及防治对策 桥梁工程系研究生专业讲座 石雪飞 2008 12 年 月 1 PC 连续梁（刚构）桥的发展 ? 世界 – – – – – 1953 Worms Bridge 年 悬臂浇注施工工艺 1964 Bendorf Bridge 208 年 米 1985 Gateway Bridge 260 年 米 1998 Stolma Bridge 301 年 米 2006 340 年 石板坡复线 米 1 PC 连续梁（刚构）桥的发展 ? 中国 – – – – – 1982 178 T 年 重庆长江大桥 米 最大 型刚构 1985 111 年 沙洋汉江桥 米 连续梁首次过百 1988 180 年 洛溪桥 米，第一座连续刚构 1997 270 年 虎门大桥辅航道桥 米 世界纪录 2006 340 年 石板坡复线 米 2 PC 连续梁桥常见病害 ? 裂缝 – 施工过程中 – 长期 ? 下挠 – 施工过程中 – 长期 佛开高速公路汾江大桥 ? Description of the figure of the bridge – Type：PC continuous beam bridge – Span：65m + 100m + 65m – Material: C50 concrete – Longitudinal prestressed bottom slab tendons arranged in deck slab, web and – Built from 1994 to 1996 – Built by free balanced cantilever method 汾江大桥裂缝与下挠图 0 2 4 桥龄(年) 6 8 10 (1996成桥) 0 0 3.9 7.7 6.8 40 1 4.6 80 3.7 5.6 5.0 2 120 9.4 8.5 3 160 200 4 240 5 跨中顶板裂缝 跨中底板裂缝 跨中腹板裂缝 支点腹板裂缝 左幅挠度 右幅挠度 潭洲大桥(125m)挠度、裂缝相关分析 2.1 施工过程中的病害 ? 裂缝 – 顶板横向、纵向 – 腹板接缝处竖向 – 底板纵向 – 预应力锚头附近 – 底板分层劈裂（事故） ? 下挠 – 纵向 – 横向 底板分层劈裂事故 2.2 成桥后的病害 ? 裂缝 – 顶板纵向 – 腹板斜向 – 底板横向 ? 下挠 – 纵向 ? 垮桥 汾江大桥裂缝图 黄石长江大桥 米 245 ? 下挠 厘米 32 ? 6000 多条裂缝 虎门大桥辅航道桥跨中挠度 225 200 Right Left 175 150 125 100 75 50 25 0 -25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Time after been open to traffic ( Unit: Month ) 虎门大桥辅航道桥跨中挠度 Parrotts Ferry Bridge 195 米 Koror-Babeldaob 240 米 3 病害的原因 ? 设计理念 – – 预应力只要使混凝土不出现拉应力 预应力抵消大部分恒载弯矩 ? 构造设计错误 – 普通钢筋配筋问题 ? 施工质量问题、措施不当 – – – – 预应力施加质量 模板刚度 预应力灌浆质量 分层分段问题 ? 汽车超重 3.1 设计理念 ? 预应力度 – 全预应力 – 变形用预拱度抵消 – 问题 λ = 预应力压力 外荷载拉力 ≥ 1 ? 徐变次内力难以估计 ? 预应力损失难以估计 3.1 设计理念 ? 预应力完全抵消外荷载弯矩 – 好处：梁处于轴心受压状态，只有纵向变 形 – 弱点：费材料 ? 小跨径 ? 大跨径？截面上无法布置 3.1 设计理念 ? 后果 – 长期挠度大 – 梁体裂缝 ? 腹板斜裂缝 ? 底板横桥向裂缝 3.2 构造钢筋 ? 齿板钢筋 – 锚固长度不够 – 钢筋有内折角 3.2 构造钢筋 ? 受压板的拉筋 – 没有设拉筋 – 拉筋设置错误 – 造成底板纵向裂缝 – 严重时底板崩溃 底板分层压溃 Case 2 Ambiguous bars location of hoop In designer’s mind In contractor’s mind 底板分层压溃 老问题新现象 3.3 施工质量问题、措施不当 ? 预应力施加质量 – 纵向预应力：摩阻损失 ? 管道不平顺 ? 管道内漏浆 – 竖向预应力：锚口损失 ? 锚具不垂直 ? 锚具与垫板间有杂物 – 横向预应力管道上浮 ? 顶板横桥向裂缝 3.3 施工质量问题、措施不当 ? 预应力灌浆质量 – 灌浆不饱满 – 忘记灌浆 – 管道内存在水分，造成预应力钢筋锈蚀 3.3 施工质量问题、措施不当 ? 模板