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          大跨度梁式桥常见病害
          2010-06-23 来源:中国桥梁网
          1、概述
          大跨度梁式桥具有造价相对较低、施工简易快捷、建筑高度小,适应能力强、维护费用少等优点,在我国公路建设中得到越来越广泛的应用,成为200m跨径以内的主力桥型。然而,近年来主跨的持续下挠、腹板斜裂缝、底板裂缝等病害现象不断出现,已成为困扰国内外同类桥型设计、施工及养护的主要问题。跨中下挠往往与梁体跨中段横向裂缝或大量腹板斜裂缝伴随出现,其下挠可达到相当大的数值,造成严重病害。
          由于跨中下挠会进一步加剧箱梁底板腹板开裂,而箱梁梁体裂缝增多使结构刚度降低,进一步加剧了跨中下挠,这两者互相影响形成了恶性循环。造成这些病害的原因十分复杂,从设计施工到运营养护管理等各个方面都存在着导致问题出现的因素。目前由于其成因的多样性和复杂性,其因素之间相互作用的机理尚未明确。
          2、跨中持续下挠
          运营阶段所产生的持续下挠主要是由于预应力损失和混凝土收缩、徐变估计不足,严重时甚至会发生跨桥。如科罗·巴岛(Koror-Babeldaob)桥是一座跨中带铰的3跨连续预应力混凝土刚架桥,其跨径组合为72m+241m+72m,是当时世界上同类桥梁中跨径最大者。1978年建成通车,通车后不久就产生了较大的挠度,到1990年,其挠度达到1.2m。后来采用体外索施加预应力,使主跨中央挠度减小。19967月加固结束,加固处理后不到3个月就发生了倒塌事故。

          科罗·巴岛桥倒塌事故
          国内的虎门大桥辅航道桥跨中下挠,2002年已达到22cm,与此同时跨中存在一些横向裂缝及主拉应力斜裂缝。此下挠值已远远超过原设计预留值10cm。最近由于横向裂缝朝腹板发展,下挠值又增大到26cm。下表列出了国内外典型连续刚构桥长期变形。
          国内外典型连续钢构桥长期变形表
          桥名
          属国
          竣工年
          使用时间
          主跨(m)
          下挠量(mm)
          Stolma
          挪威
          1998
          3
          301
          92
          Stovset
          挪威
          1993
          8
          220
          200
          Parrotts
          美国
          1973
          12
          195
          635
          广东省南海金沙大桥
          中国
          1994
          6
          120
          220
          三门峡黄河公路大桥
          中国
          1992
          10
          140
          220
          虎门大桥辅航道桥
          中国
          1997
          5
          270
          220
          黄石长江大桥
          中国
          1995
          7
          245
          320
          湖北钟祥汉江大桥跨径布置为65m+3×100m+65m,五跨连续箱梁桥,于199311月通车。因下挠和开裂等严重病害,运行仅10年便成为危桥,在20059月不得不拆除重建。下图为1218日拍摄的钟祥汉江大桥,其主桥桥面部分箱梁已被切割运走,大桥桥面变成了数段。

          钟祥汉江大桥拆除现场
          3、梁体开裂
          在施工过程中,裂缝的产生主要是由于不同龄期混凝土收缩或构造不合理产生。由于各个构件混凝土浇注时间不同,早期浇注的混凝土将对新浇注混凝土的收缩产生约束从而引起裂缝。这类裂缝一般有以下几种:1、墩身与承台交界处的竖向裂缝;21号块与0号块之间接缝附近的纵桥向裂缝(主要在顶底板);3、腹板分层浇筑接合面处竖向接缝;4、人孔附近等。预应力布置不合理或者施工偏差造成的裂缝主要有:1、顶板横向裂缝;2、预应力锚头附近的裂缝;3、曲线底板的分层劈裂等。

          预应力混凝土底板分层压溃
          运营阶段所产生的裂缝主要有顶板纵向裂缝、腹板斜向裂缝、底板横向裂缝和底板纵向裂缝等。如广东南海金沙大桥运营6年后,检查发现主跨跨中挠度达22cm,主跨箱梁腹板有大量斜裂缝,最大裂缝宽度1.15mm;黄石长江公路大桥通车七年后,于20025月对大桥进行了检测,发现严重的病害,箱梁裂缝检出2438条,其中1957条分布在箱梁腹板内表面上(占80.3%),384条分布在腹板外表面上(占15.8%),87条分布在箱梁底板上(占3.6%)。

          黄石长江大桥

          黄石长江大桥腹板裂缝示意图

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