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1、大跨度预应力混凝土连续梁、连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桥梁工程系研究生专业讲座桥梁工程系研究生专业讲座桥梁工程系研究生专业讲座2006年12月1 PC连续梁（刚构）桥的发展连续梁（刚构）桥的发展n n世界Worms Bridge Worms Bridge 首创悬臂浇注施工方法首创悬臂浇注施工方法19641964年年 Bendorf Bridge 208Bendorf Bridge 208米米19851985年年 Gateway Bridge 260Gateway Bridge 260米米19981998年年 Stol
2、ma Bridge 301Stolma Bridge 301米米20062006年年 石板坡复线石板坡复线 340340米米1 PC连续梁（刚构）桥的发展连续梁（刚构）桥的发展n n中国19821982年年 重庆长江大桥重庆长江大桥 178178米米 最大最大T T型刚构型刚构19851985年年 沙洋汉江桥沙洋汉江桥111111米米 连续梁首次过百连续梁首次过百19881988年年 洛溪桥洛溪桥180180米，第一座连续刚构米，第一座连续刚构19971997年年 虎门大桥辅航道桥虎门大桥辅航道桥270270米米 世界纪录世界纪录20062006年年 石板坡复线石板坡复线 340340米米2
3、PC连续梁桥常见病害连续梁桥常见病害n n裂缝施工过程中施工过程中长期长期n n下挠施工过程中施工过程中长期长期汾江大桥裂缝与下挠图汾江大桥裂缝与下挠图2.1 施工过程中的病害施工过程中的病害n n裂缝裂缝 顶板横向、纵向顶板横向、纵向 腹板接缝处竖向腹板接缝处竖向 底板纵向底板纵向 预应力锚头附近预应力锚头附近 底板分层劈裂（事故）底板分层劈裂（事故）n n下挠下挠 纵向纵向 横向横向底板分层劈裂事故底板分层劈裂事故2.2 成桥后的病害成桥后的病害n n裂缝顶板纵向顶板纵向腹板斜向腹板斜向底板横向底板横向n n下挠纵向纵向n n垮桥黄石长江大桥黄石长江大桥 245米米n n下挠32厘米n n
4、6000多条裂缝虎门大桥辅航道桥跨中挠度虎门大桥辅航道桥跨中挠度虎门大桥辅航道桥跨中挠度虎门大桥辅航道桥跨中挠度Parrotts Ferry Bridge 195米米Koror-Babeldaob 240米米3 病害的原因病害的原因n n设计理念设计理念 预应力只要使混凝土不出现拉应力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预应力抵消大部分恒载弯矩n n构造设计错误构造设计错误 普通钢筋配筋问题普通钢筋配筋问题n n施工质量问题、措施不当施工质量问题、措施不当 预应力施加质量预应力施加质量 模板刚度模板刚度 预应力灌浆质量预应力灌浆质量 分层分段问题分层分段问题n n汽车超重汽
5、车超重3.1 设计理念设计理念n n预应力度全预应力全预应力变形用预拱度抵消变形用预拱度抵消问题问题n n徐变次内力难以估计徐变次内力难以估计n n预应力损失难以估计预应力损失难以估计3.1 设计理念设计理念n n预应力完全抵消外荷载弯矩好处：梁处于轴心受压状态，只有纵向变好处：梁处于轴心受压状态，只有纵向变形形弱点：费材料弱点：费材料n n小跨径小跨径n n大跨径？截面上无法布置大跨径？截面上无法布置3.1 设计理念设计理念n n后果长期挠度大长期挠度大梁体裂缝梁体裂缝n n腹板斜裂缝腹板斜裂缝n n底板横桥向裂缝底板横桥向裂缝3.2 构造钢筋构造钢筋n n齿板钢筋锚固长度不够锚固长度不够钢
6、筋有内折角钢筋有内折角3.2 构造钢筋构造钢筋n n受压板的拉筋没有设拉筋没有设拉筋拉筋设置错误拉筋设置错误造成底板纵向裂缝造成底板纵向裂缝严重时底板崩溃严重时底板崩溃底板分层压溃底板分层压溃底板分层压溃底板分层压溃3.3 施工质量问题、措施不当施工质量问题、措施不当n n预应力施加质量纵向预应力：摩阻损失纵向预应力：摩阻损失n n管道不平顺管道不平顺n n管道内漏浆管道内漏浆竖向预应力：锚口损失竖向预应力：锚口损失n n锚具不垂直锚具不垂直n n锚具与垫板间有杂物锚具与垫板间有杂物横向预应力管道上浮横向预应力管道上浮n n顶板横桥向裂缝顶板横桥向裂缝3.3 施工质量问题、措施不当施工质量问题
7、、措施不当n n预应力灌浆质量灌浆不饱满灌浆不饱满忘记灌浆忘记灌浆管道内存在水分，造成预应力钢筋锈蚀管道内存在水分，造成预应力钢筋锈蚀3.3 施工质量问题、措施不当施工质量问题、措施不当n n模板刚度挂篮变形无规律挂篮变形无规律n n节段之间高低不平节段之间高低不平内模刚度不足内模刚度不足n n阶段内高低不平，横坡误差大阶段内高低不平，横坡误差大大范围超重，达到恒载大范围超重，达到恒载45%45%，抵消，抵消12Mpa12Mpa预应力预应力3.3 施工质量问题、措施不当施工质量问题、措施不当n n分层分段问题竖向分层间的不同步收缩竖向分层间的不同步收缩n n腹板后浇混凝土开裂，竖向裂缝腹板后浇
8、混凝土开裂，竖向裂缝纵向节段间的不同步收缩纵向节段间的不同步收缩n n主要出现在主要出现在0 0号与号与1 1号块，顶板纵向裂缝号块，顶板纵向裂缝3.4 汽车超重汽车超重n n总重量增加总体下挠增加总体下挠薄弱截面经常出现临时裂缝，横向裂缝薄弱截面经常出现临时裂缝，横向裂缝n n轴重桥面板局部开裂，纵缝桥面板局部开裂，纵缝4 处治对策处治对策n n针对施工阶段的问题针对施工阶段的问题 提高预应力施加的可靠性提高预应力施加的可靠性 合理配筋合理配筋 科学施工、提高施工精度科学施工、提高施工精度n n针对运营阶段的长期问题针对运营阶段的长期问题 提高预应力度、改变徐变次内力提高预应力度、改变徐变次
9、内力 施加体外预应力施加体外预应力 限制荷载限制荷载 减轻桥梁重量减轻桥梁重量 组合结构桥梁组合结构桥梁 改变结构体系改变结构体系4.1针对施工阶段的问题针对施工阶段的问题提高预应力施加的可靠性提高预应力施加的可靠性合理配筋合理配筋科学施工、提高施工精度科学施工、提高施工精度4.1针对施工阶段的问题针对施工阶段的问题n n提高预应力施加的可靠性纵向预应力纵向预应力n n塑料波纹管塑料波纹管n n真空压浆真空压浆n n严格双控严格双控竖向预应力竖向预应力n n采用带圆头的锚具采用带圆头的锚具n n二次张拉二次张拉横向预应力横向预应力n n防止管道上浮，多设几道定位钢筋防止管道上浮，多设几道定位钢
10、筋4.1针对施工阶段的问题针对施工阶段的问题n n合理配筋齿板配筋齿板配筋n n保证锚固长度保证锚固长度底板配筋底板配筋n n设置一定数量的拉筋设置一定数量的拉筋n n保证弧线内侧的保护层厚度保证弧线内侧的保护层厚度4.1针对施工阶段的问题针对施工阶段的问题n n科学施工、提高施工精度接缝安排接缝安排n n竖向，横向，有接缝的位置适当增加防裂钢筋竖向，横向，有接缝的位置适当增加防裂钢筋工期安排工期安排n n混凝土养生时间控制混凝土养生时间控制n n合拢步骤的安排合拢步骤的安排施工机具操作施工机具操作n n挂篮变形控制挂篮变形控制锚杆的紧固锚杆的紧固n n模板变形控制模板变形控制4.2 针对运营
11、阶段的长期问题针对运营阶段的长期问题n n提高预应力度、改变徐变次内力零弯矩配索、减小上下缘压应力差配索零弯矩配索、减小上下缘压应力差配索n n问题，跨度超过问题，跨度超过200200米几乎无法体内实现米几乎无法体内实现n n体内，体外预应力同时？体内，体外预应力同时？n n体外什么时间施加？体外什么时间施加？吻合索配索吻合索配索n n一次落架连续梁，有徐变，无次内力一次落架连续梁，有徐变，无次内力n n悬臂施工实现吻合索悬臂施工实现吻合索悬臂施工实现吻合索悬臂施工实现吻合索悬臂施工实现吻合索悬臂施工实现吻合索4.2 针对运营阶段的长期问题针对运营阶段的长期问题n n施加体外预应力对于新桥对于
12、新桥n n预留体外预应力转向块及张拉位置预留体外预应力转向块及张拉位置n n成桥时压重，以后慢慢取出成桥时压重，以后慢慢取出对于旧桥对于旧桥n n植筋设转向块后，增加体外预应力植筋设转向块后，增加体外预应力n n效果不好效果不好 体内预应力的效应无法判断体内预应力的效应无法判断 植筋进一步造成混凝土开裂植筋进一步造成混凝土开裂先预压，后取出先预压，后取出悬臂施压、成桥拆除悬臂施压、成桥拆除 4.2 针对运营阶段的长期问题针对运营阶段的长期问题n n施加体外预应力对于新桥对于新桥n n预留体外预应力转向块及张拉位置预留体外预应力转向块及张拉位置n n成桥时压重，以后慢慢取出成桥时压重，以后慢慢取
13、出对于旧桥对于旧桥n n植筋设转向块后，增加体外预应力植筋设转向块后，增加体外预应力n n效果不好效果不好 体内预应力的效应无法判断体内预应力的效应无法判断 植筋进一步造成混凝土开裂植筋进一步造成混凝土开裂佛开高速公路汾江大桥佛开高速公路汾江大桥4.2 针对运营阶段的长期问题针对运营阶段的长期问题n n限制荷载设置称重系统，计重收费设置称重系统，计重收费全国已经有多个省实行全国已经有多个省实行4.2 针对运营阶段的长期问题针对运营阶段的长期问题n n减轻桥梁重量减小跨中梁高减小跨中梁高n n跨中梁高：主跨的跨中梁高：主跨的1/801/80跨中使用轻质材料跨中使用轻质材料n n轻质混凝土轻质混凝
14、土 Stolma BridgeStolma Bridge和和RaftSundet BridgeRaftSundet Bridgen n跨中段采用钢梁跨中段采用钢梁 石板坡复线桥石板坡复线桥石板坡复线桥石板坡复线桥4.2 针对运营阶段的长期问题针对运营阶段的长期问题n n采用组合结构桥梁腹板、底板钢板，顶板混凝土腹板、底板钢板，顶板混凝土波折腹板波折腹板桁架腹板桁架腹板4.2 针对运营阶段的长期问题针对运营阶段的长期问题n n改变结构体系新桥新桥n n矮塔斜拉桥？矮塔斜拉桥？已经下挠的桥梁已经下挠的桥梁n n增加拉索体系增加拉索体系n nPuttesund Bridge Puttesund Bridge 5 待研究的问题待研究的问题n n徐变规律徐变规律 实际情况与实验室的差异实际情况与实验室的差异n n裂缝、下挠的机理裂缝、下挠的机理 先裂缝，再下挠？先裂缝，再下挠？ 先下挠，大应变造成裂缝？先下挠，大应变造成裂缝？ 开裂后的应力重分布，稳定吗？开裂后的应力重分布，稳定吗？n n已建桥梁的承载能力已建桥梁的承载能力 下挠、开裂后的剩余承载能力下挠、开裂后的剩余承载能力 剩余寿命剩余寿命
