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陜西土木建筑網首頁 > 建筑論文 > 工程結構 > 大跨度連續橋跨中的下撓控制

閱讀 4052 次大跨度連續橋跨中的下撓控制

摘要：目前大跨度預應力混凝土連續橋梁以其橋型簡潔美觀、整體性和連續性好、行車平順舒適、伸縮縫小的優點，在我國橋梁建設中獲得廣泛應用，是100-300跨徑范圍內橋梁的主要橋型之一。但大跨度橋梁在運營過程中也存在各種病害和問題，主要體現在開裂和下撓，出現得非常普遍，而且至今也沒有較好的解決。因此預防和減少此類連續橋常見病害是非常必要的。...

大跨度連續橋跨中的下撓控制

吳立斌

（浙江工業職業技術學院建筑工程分院）

我國的預應力混凝土連續橋的建設起步于20世紀50年代，當時受資金和材料匱乏的影響，不得不用造價低廉的混凝土梁橋。至1988年，主跨為180米的廣東洛溪大橋建成，開創了我國修建大跨徑混凝土連續剛構橋的先例。之后隨著預應力技術、高強度混凝土技術的發展、新材料的突破，此類跨徑的橋也在逐漸增加。

1.大跨度預應力橋存在的主要病害

雖然大跨度梁橋梁在我國得到了廣泛應用，但在迅速發展的同時，其在運營過程中出現的病害類型也是越來越多。病害總體來說主要可分為兩大類：一是箱梁開裂，二是主梁的跨中出現較嚴重下撓。同時，這兩種病害在連續橋中也出現的越來越多。

1.1廣東南海金沙大橋

1994年建成通車的廣東南海金沙大橋主橋為一座3跨預應力混凝土連續剛構橋,三跨的布置為66m+120m+66m。2000年底主跨跨中撓度就達到22cm,主跨箱梁腹板有大量斜裂縫,最大裂縫寬度1.15mm。

1.2三門峽黃河公路大橋

三門峽黃河公路大橋主橋為一座6跨預應力混凝土連續剛構橋,其跨徑布置為105m+4×140m+105m,至2002年跨中區域下撓最大達到25cm[2]嚴重影響了橋梁的運營。

2.大跨度預應力連續梁大跨度的原因

2.1混凝土徐變變形過大

一般橋梁在施工過程中，受工期限制，往往在混凝土強度達到設計強度的80%-90%時，便開始張拉，而強度設計中沒有對混凝土加載齡期提出要求。由于當前預應力混凝土連續剛構的混凝土水灰比大，強度較高，而混凝土加載齡期短，致使早期混凝土彈性模量的增長明顯滯后于強度的增長明顯。

2.2主梁縱向預應力度不足

很多研究表明，縱向預應力度對梁體徐變也有很大影響，縱向預應力的損失也成為跨中下撓的主要原因之一。對于一般的大跨度橋梁而言，墩頂板負彎矩區和主梁跨中的正彎矩時內力最大處，縱向預應力的作用是通過其產生彎矩盡量與結構自重彎矩所產生拉應力相抵消，甚至處于受壓狀態。因此，若縱向預應力度較小，便會導致跨中下撓。

3用恒載零彎矩理論給一座已建橋梁配束

3.1工程概況

安徽荊涂淮河大橋跨徑布置為95m+160m+95m的預應力混凝土連續剛構橋，采用懸臂施工，該橋采用2個分離的單箱形式，梁高為8.0m，頂板寬11.45m，底板寬6m;在過渡段，主跨跨中梁高為3.0m,箱梁頂板厚度為25cm腹板厚度為50-80cm，按二次拋物線變化至根部110cm。

圖1 箱梁截面圖單位：cm

3.2原設計自重彎矩和預應力彎矩

在最大雙懸臂狀態下，0號塊附加自重和預應力分別產生的彎矩如表1所示，預應力產生彎矩僅是自重彎矩的0.85，兩者不能相抵消，所以長期使用會使跨中的累積撓度不斷變大。

表1

荊涂淮河大橋原設計自重彎矩預應力彎矩 kN·m
段塊號	預應力彎矩			自重彎矩	預應力彎矩自重彎矩	預應力彎矩和自重彎矩之和
段塊號	頂板束彎矩	腹板下彎束彎矩	合計	自重彎矩	預應力彎矩自重彎矩	預應力彎矩和自重彎矩之和
1	523185	150926	674121	795898	0.846	121777
2	516940	142080	659040	734955	0.874	75925
3	470048	121632	591670	677350	0.891	85705
4	423026	114985	541011	622766	0.879	81766
5	385038	96347	481385	571197	0.843	89805
6	346787	89584	436371	522489	0.828	86158

3.3按恒載零彎矩配束后自重彎矩和預應力彎矩

按恒載零號塊進行配置預應力鋼束后，每隔節段處的預應力和彎矩如表2所示，在最大雙懸臂狀態，兩者的彎矩之和是最小的，同時預應力和自重的比值是最小的，為0.61，可以減少大跨度橋梁的跨中撓度。

表2

荊涂淮河大橋恒載零彎矩配束后預應力彎矩和自重彎矩 kN·m
段塊號	預應力彎矩			自重彎矩	預應力彎矩自重彎矩	預應力彎矩和自重彎矩之和
段塊號	懸臂束彎矩	下彎束彎矩	合計	自重彎矩	預應力彎矩自重彎矩	預應力彎矩和自重彎矩之和
1	645525	150926	796451	795898	1.001	556
2	637846	142082	779928	734945	1.059	44981
3	585201	121632	706833	677333	1.043	29482
4	535657	114987	650644	622774	1.039	27866
5	489317	96347	585664	571181	1.016	14477
6	445823	83574	535397	522469	1.026	12928