小半径曲线连续箱梁桥设计
摘要：随着经济建设的发展，在公路和市政工程中，由于地形限制，为了减小建设用地和征地拆迁，小半径曲线桥梁，尤其是小半径曲线连续箱梁桥修建越来越多。由于连续箱梁的受力和结构特点，在小半径曲线桥梁中得到了广泛的应用。文章主要对小半径曲线连续箱梁桥设计要点进行了简要分析，以供参考。
关键词：小半径;曲线;连续箱梁桥;设计
引言
在社会经济快速发展城市交通建设需要大量的高架桥、立交桥但受城市地形条件及交通功能需求的限制大部分采用曲线桥梁。其中连续钢箱梁由于具备跨越能力大、可焊性好、容易更换、省工期以及施工技术相对比较成熟等突出优势，经常被用于城市高架桥的匝道桥设计之中，其作为适用的主要结构形式，在我国很多城市桥梁建设中都获得了广泛的应用。
1小半径曲线连续箱梁桥设计
1.1小半径曲线连续曲线钢箱梁的特征
和一般的桥梁形式相比，连续曲线钢箱梁桥具有一系列独特的特征，比如，针对连续曲线钢箱梁的跨径来说，在30-60 m时，一般选用等高度的箱梁断面就能够满足立交桥的总体布置要求。连续钢箱梁有以下一些明显的特点：(1)钢结构的自重质量较轻，其质量要远远小于混凝土连续结构。(2)鋼材具有较高的抗拉压性能，容易通过调整钢板的厚度来满足弯矩分布的不规则。(3)梁的高度小和跨度大能够较好地适应总体布置的要求。(4)钢箱梁采用工厂加工制作，临时墩支撑，分段吊车安装就位，施工方便快捷，对现况道路交通影响小。(5)钢箱梁加工复杂，技术要求高，需要专业的加工队伍，造价和后期维护费用较高。
1.2小半径曲线梁桥受力特点
小半径曲线桥在汽车荷载、自重和温度荷载等多方因素作用下，会出现弯矩、扭矩，且相互影响，导致上部主梁横截面处出现扭矩和弯矩共同作用的情况，其主拉应力要比跨径直梁桥大很多。在扭矩和弯矩相互影响、共同作用，与同跨径直线桥相比，小半径曲线桥出现变形的情况较为严重，出现弧线外边缘挠度比内边缘的要大。由于汽车偏载的影响，对比直线桥与曲线桥的支点反力，弧线外侧的支点要比内侧的更大。半径过小易出现负反力，致使运营期支座与梁体脱空。将影响结构非线性温差的因素及混凝土的徐变、收缩等充分考虑进去。故而小半径曲线桥在进行结构选型时可以采用一般的钢筋混凝土结构，这样可以避免纵向预应力出现径向力的情况发生。
1.3小半径曲线梁桥设计特点
小半径曲线梁桥受力特性与直线桥梁对比较为复杂，结构的抗扭、抗弯承载力更高，故结构设计过程中，优先选用抗扭刚度强、整体性能好的现浇箱梁，并且在合理设置中横隔板。下部结构不仅承受汽车制动力J=部恒载力、地震力、冲击力、非线性温度的内力等，还要承受在车辆离心力所产生的横向剪力。墩梁固结方式能够将上部扭矩传递至下部结构，在采取这一措施前，应先验算下部结构，保证墩顶与梁底固结面积足够。
和相同跨径直线桥对比，小半径曲线箱梁不仅度承受纵向的弯矩，还需承载较大的横向弯矩和扭矩。故在实际设计中，应适当加强纵向抗裂钢筋、横向分布钢筋及纵向受力钢筋。以墩梁固结措施为基础，对墩支点向曲线外侧进行横向偏心的设置，这样能重新分配曲线梁桥恒载扭矩，把上部结构中的荷载转移至下部结掏，让恒截扭矩值得有效降低，避免负反力的情况出现。
当各跨圆心角>35℃后，设置在梁底中心的支点扭矩要比设置偏心的情况大14%左右。此时，在中间设置独柱式单支点，上部结构中所存在的扭矩，不能通过中间单支点进行传递，只能通过曲线桥两端中所设置出的抗扭支撑进行传递，因此，小半径曲线桥梁应当设置支座时，应尽量避免设计单支座。
1.4小半径曲线梁桥支承布置方式
曲线梁桥的支承布置，既要承受传递上部恒载和活载引起的竖向力和水平力，同时必须能够承受由自重和活载偏载等因素所产生的组合扭矩作用。抗扭支承常由多个(n≥2)横桥向支座组成或者采用墩梁固结。在支承形式上，小半径曲线梁桥通常采用3种布置形式：
(1)全部采用抗扭支承。增大了抗扭约束，有效减少了上部梁体扭转畸变;对于端部支座支反力比较均匀，增强了结构的抗倾覆性。缺点为下部结构显得拥挤，特别是对于桥下空间比较紧张的城市立交桥，给下部构造从美观、空间利用及工程经济方面带来不利。
(2)两端设置抗扭支承，中间设单支点铰支承(通常所说的独柱单支座)。独柱式柔墩有利于墩顶位移，在温度变形、混凝土收缩、徐变和预加力变形时，对于弯梁桥来说，其纵向变形主要地可由拱轴线的挠曲变形来实现，故将中墩布置成独柱式柔墩是合理的。同时节省了桥下空间，从美观上也收到良好的效果，但目前国内外已经出现了好多起曲线梁桥发生倾覆的事故，造成了人员的伤亡和财产的损失。独柱墩桥梁的破坏主要有以下两种情况。有一弊端就是对上部结构抗扭约束较小，在偏载及预应力的作用下，产生的扭矩不能通过中间支承传至基础，而只能通过曲梁两端抗扭支承来传递，从而易造成曲梁端部产生过大扭矩，导致端部支座的受力严重不均，甚至会出现支座脱空现象，从而导致上部结构梁发生倾覆。独柱墩受到较大水平推力而发生弯压破坏，从而导致整桥的垮塌。
(3)两端设置抗扭支承，中间既有单支点铰支承，又有抗扭支承的混合式支承。
2工程案例分析
2.1工程概况
某桥梁总长度约为220m，桥梁宽度约为9m，其环岛处曲线半径为17m，桥梁上构为钢筋砼现浇箱梁，下构为柱式墩、埋置式台。箱梁横断面采用单箱双室，梁高1.4m，箱梁顶宽8.3m，悬臂长1m，箱梁底宽6.3m，顶板厚度为0.2m，底板厚度是0.2-0.4m，腹板的厚度为0.4-0.6m。
2.1各项参数计算
相关设计标准设计荷载：城-B级;温度荷载：各结构体系温度相差在25eC左右，梯度温度应结合具体规范沥青铺装指标进行有效加载，其桥面宽度为8.3m。利用Midas/Civil软件，深入分析和研究各个结构所建立的模型，特别是第三联环小岛，只有17.5m的最小半径，若采用常规直线桥梁的设计方法，无法满足抗扭承载力的实际需求，应采取一定构造措施，并通过试算实时调整构造尺寸。2.2选取结构类型为了确保桥梁抗扭和抗弯承载能力能满足具体实施规范的要求，建立全桥三维模型计算，并结合计算所得结果完成调整构造的工作。
2.2优化设计
以原单箱单室设计为基础，调整其横断面为单箱双室，对梁高进行相应的调整，从原来的1.2m调整为1.4m，这样能让上部结构具有更强的抗扭能力。对沿河两岸设立的连个独柱墩进行相应的调整，完成其横向偏心设置，该设置结构以墩梁固结结构为主，并验算墩柱的抗弯承载能力。原设计中的本联只是圆弧段，通过计算结果得，两端支座反力有较大的相差，更有负反力出现，在进行结构调整时不能更好的满足抗扭的要求。故需重新进行全桥的分联设计，分别在原圆弧段两端加上一段直线段桥跨，并把上部和桥梁连接车库的部分连为一体，让其抗扭能力得到提高。
结束语
综上所述，在设计小半径曲线梁桥过程中，其计算过程较为复杂，预应力效应、温度效应和活载等因素都会影响着曲线桥梁计算结构。但在有限元分析下，能够很准确、有效的掌握各个结构体受力状况，结合各个曲线梁受力状况，并有目的、有计划的制定出措施，这样才能设计出经济又适用的曲线桥梁。
作者：曲智超 党强 陈子涛
摘 要： 随着城市发展进程的加快，市政道桥作为道路交通网络中非常重要的组成部分，其施工质量对于道桥工程整体具有直接的影响。在当前市政道桥施工中，预应力混凝土连续箱梁施工技术应用十分广泛，但在具体施工过程中，预应力混凝土连续箱梁容易出现裂缝，这必然会影响道桥的使用年限和行车的安全。因此文中从预应力混凝土连续箱梁受力特点入手，分析了预应力混凝土连续箱梁常见的裂缝形式，并进一步对市政道桥施工中预应力混凝土连续箱梁裂缝的防治措施进行了具体的阐述。
关键词： 市政道桥施工;预应力混凝土连续箱梁;裂缝;防治措施
1预应力混凝土连续箱梁受力特点
在当前市政道桥施工中预应力混凝土连续箱梁应用较为常见，而且大部分会采用弯梁形式。在对预应力混凝土连续箱梁受力特点进行分析时，大致可以归纳为以下几个方面：
1.1结构自重
对于预应力混凝土连续箱梁，当弯梁内外侧长度存在差异时，则会对桥梁自重的分布带来较大的影响。由于桥梁曲线外侧的自重会大于桥梁内侧的结构自重，当半径越小时，这种差异则会越发明显。
1.2预应力荷载
在预应力混凝土连续箱梁中，由于预应力在高度和平面径向等方面都会存在弯曲，这也使其在高度方向预应力会发生变化，因此需要承受预应力荷载。
1.3收缩徐变效应
由于混凝土收缩徐变是由其自身的特性决定的，对于预应力混凝土箱梁来讲，基于预应力的作用结构常会出现内力重新分配的情况，特别是收缩会严重影响曲线变化的桥面，徐变对桥梁平面影响不大，但却会严重影响到桥梁的挠度。
2预应力混凝土连续箱梁常见的裂缝形式
2.1横隔板裂缝
在预应力混凝土箱梁中横隔板裂缝十分常见，具体需要分析模隔板出现裂缝后局部使用的有限元，表明箱梁人洞附件存在应力集中的情况，这样人洞附近容易出现放射性裂缝，横隔板在支反力作用下也容易产生劈裂裂缝。
2.2弯曲裂缝
预应力混凝土箱梁结构中弯曲裂缝较为常见，通常出现在剪力较小的跨中区域或是支座负弯矩位置处。导致弯曲裂缝发生的原因多是由于弯曲正应力，即桥梁在使用过程中，梁顶部会存在负弯矩，底部分存在正弯矩，因此在这两个部位会出现弯曲裂缝，部分裂缝会逐渐扩展，达到腹板位置。在梁顶部分负弯矩位置处，弯矩的重新分配则此处不容易出现弯曲裂缝。
2.3腹板斜裂缝
腹板斜裂缝即就是主拉应力裂缝，这类裂缝在预应力混凝土箱梁结构中比较普遍，腹板斜裂缝多发生在支座附近剪应力较大的位置，在裂缝分布形式上呈现出中心向两边扩散，裂缝一般与梁轴线之间呈现出一定的夹角，一般在30°-50°之间，如果不进行及时的处理，裂缝会随着使用时间的推移逐渐增加，最后将影响到桥梁的正常使用。造成腹板斜裂缝的原因较多，在施工阶段，临时荷载超过了设计阶段的临时荷载，裂缝作用点位置出现了应力集中后者是混凝土拆模时间过早，致使混凝土没有达到龄期要求。
2.4底板保护层混凝土劈裂裂缝
在市政道桥施工过程中，在具体应用预应力混凝土连续箱梁时，存在多种因素会导致底板保护层混凝土劈裂裂缝产生。如在实际施工过程中，当混凝土施工质量控制不到位时，或是混凝土保护层厚度没有达到标准要求，内部钢筋存在腐蚀情况等，这些问题中任何一个问题存在都会导致保護层混凝土劈裂裂缝产生。
3预应力混凝土连续箱梁裂缝防治措施
3.1合理布置桥跨跨径的比例
在总体设计桥梁时，要合理布置桥跨跨径的比例，拟定合适的箱梁截面尺寸。在选用预应力混凝土连续梁桥的边跨与主跨比时，要根据实际情况来进行。如果边跨较长，那么其整体刚度就会偏小。在恒载和活载的作用下，现浇段往往会出现较大的主拉应力，这种情况容易导致混凝土开裂。在加载边跨的时候，会对中跨箱梁产生极为不利的影响。如果边跨与中跨这两者的比例较小，那么边跨支点可能会出现负反力，从而导致边墩与边跨的受力不均匀。而且桥梁裂缝与箱梁截面尺寸安全储备不足也具有一定的联系，因此要第确定箱梁截面尺寸时，既要注意到梁高，还要注意腹板尺寸的优化。
3.2优化纵向预应力方案，加强预应力储备
出现腹板斜裂缝的预应力混凝土连续箱梁往往在纵向预应力钢束布置时偏重于施工方便，忽视了对腹板下弯束和边跨现浇筑梁端部一定范围内腹板弯起束的利用问题。因此在选用直线束布置方案时，宜在靠近箱梁支点附件的节段内，在腹板内布置部分下弯束，并且在边跨现浇段端部腹板内要布置部分下弯束。在设计时通过合理布置纵向预应力钢束达到改善箱梁整体受力状态的目的。此外，适当加密边跨箱梁端部腹板的箍筋，适当放大直径，实现对腹板斜裂缝的有效控制。
3.3加强施工阶段的预防
在市政道桥预应力混凝土连续箱梁施工过程中，要求施工单位要严格按照具体的施工图纸进行施工，在施工过程中临时支架要与设计要求相符，而且桥梁荷载要保证在规定范围之内。在混凝土施工过程中，需要做好振捣工作，而且要确保振捣的密实性和均匀性，避免出现过振或是漏振的情况，有效的防范蜂窝和空洞的情况发生。在具体进行混凝土浇筑施工时，需要分层进行混凝土浇筑，并进一步优化浇筑的顺序，合理控制前后两次混凝土浇筑的时间，避免混凝土收缩徐变相差过大，从而在一些结构较为薄弱的部位出现收缩裂缝。当混凝土浇筑完成后，需要做好养护工作，混凝土养护期间不宜过早拆除临时支架和模板，只有当混凝土强度达到设计强度要求时才能进行拆模。对于大体积混凝土浇筑施工，需要处理好水化热的散热问题，确保混凝土强度达到施工的标准要求，以此来有效的防范混凝土裂缝出现。
3.4重视温度应力
从相关的调查数据中可以发现，桥面局部升温或者降温都会在结构中引起较大的内力变化，尽管这部分内力并不是永久的，但是却无法避免这些内力。如果考虑的不得当，温度应力会导致支点附近、跨中截面产生裂缝。虽然这些裂缝并不会影响到结构的正常使用，但是在设计的时候要重视这些裂缝。除了对这些截面进行必要的应力验算之外，还要采取相关的构造措施，比如：在验算截面附近布置一定量的非预应力钢筋，确保温度应力分布均匀，防止温度应力裂缝的产生。
4结束语
由于预应力混凝土连续箱梁结构具有结构刚度好、变形小及行车舒适等诸多优点，因此在40m—200m 跨径的桥梁施工中被广泛应用，并取得了较好的效果。在预应力混凝土连续箱梁施工过程中，基于多方面因素的影响，极易导致预应力混凝土连续箱梁产生裂缝，因此在实际设计和施工过程中需要对裂缝问题给予充分的重视，并积极采取有效的措施加以预防，确保预应力混凝土连续箱梁裂缝的减少或是消除。
参考文献
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[2]李春辉. 预应力混凝土连续箱梁桥裂缝病害分析及处治办法[J].华东科技：学术版，2017(11).
[3]郑国华.预应力混凝土连续箱梁桥裂缝成因及受力特性分析[J].工程与建设，2016(2).
作者：刘洪南
摘 要：本文分析了预应力现浇混凝土箱梁裂缝产生原因，并且提出了相应的防治措施，希望能为提高该结构的施工质量提供参考。
关键词：预应力混凝土箱梁;现浇;裂缝;防治措施
引 文：本文结合施工实际情况，然后分析了列举预应力现浇混凝土箱梁各种形式裂缝的原因，根据原因从而提出针对性的预防控制措施，希望避免质量隐患发生，使箱梁施工质量得以提高。
1裂缝产生原因分析
造成预应力现浇混凝土箱梁梁体出现受力或非受力裂缝的原因就是因为施工管理不善，以及混凝土配合比不合理，同时还有地基基础、支架、模板安拆、混凝土拌和、浇注、养生、张拉、注浆等施工工艺不合理，另外还有具体施工操作不规范等造成的。
2.1地基基础
已浇筑混凝土梁体产生受力裂缝是因为地基基础承载力不足，同时没有按要求进行处理，以及加载后不均匀沉降所导致; 由于混凝土等基础，如在越冬或春融期架设的支架，没有设置在冻层以下或未采取保温防冻措施，从而导致这个期间施工或已成型未拆支架的箱梁受冻融影响导致受力裂缝的产生。
2.2支架、模板
极易造成箱梁裂缝出现甚至发生坍塌安全事故的就是因为支架、模板设计方案没有经过验算或计算错误，以及现场施工方案与经批准的设计方案严重不符，导致承载能力远低于设计方案;另外，杆件等不均匀变形使梁体产生裂缝的原因是因为支架、模板安装完成后未按要求进行预压处理，没有消除杆件、接头等非弹性变形，从而导致裂缝产生;裂缝产生的原因还有模板刚度差或支立不牢固易造成跑模或胀模; 通常在拆除内模时容易造成顶板局部或张拉锚头混凝土开裂，并且由于混凝土强度不足拆模、拆支架过早、拆支架顺序不合理或违规大力别撬都会造成梁体产生裂缝，一般地基基础和支架等因素造成的梁体裂缝存在于顶板、腹板、底板等部位，并且大多与梁轴线接近垂直方向，多属于受力裂缝，影响使用或结构安全。
2.3混凝土配合比、拌和
失误的混凝土配合比设计存在以及粗集料粒径过大或原材料进场控制不严，从而造成粒径超标的，还有由于纵向波纹管与腹板侧壁两侧钢筋间距偏小，从而导致形成卡料式沿波纹管方向的非连续裂缝的;另外，造成混凝土表面出现收缩裂纹的就是因为混凝土中水泥用量过大或局部混凝土拌和不均粗骨料偏少，细集料或粉料过多造成的，并且由于混凝土成型后水化热过大，在严重时就会形成透过表面构造钢筋的裂缝。
2.4混凝土浇注
混凝土施工中由于未考虑刚性墩与临时支架弹性压缩不一致性，从而没有合理调整浇注顺序，使得在墩柱、临时门架立柱或刚性支墩等两侧出现沿横断面方向的受力裂缝，从而在使用时受到影响; 离析式裂缝是在支座、锚垫板等处由于结构钢筋加密、振捣不精细形成的，从而危及支座后期正常使用或钢绞线张拉安全。
2.5混凝土养生
在顶板混凝土表面形成不规则的非受力裂缝是因为箱梁顶板混凝土浇注后收浆抹面不及时、覆盖养生未跟上所造成的，这类裂缝一般腹板、底板、箱体内混凝土表面很少出现;另外，造成梁体出现受力裂缝则是在较寒冷季节施工或混凝土采用加热养生措施，导致箱体内、外温差过大或温度升降过快，温度应力过大所造成的。
3裂缝防治措施
3.1地基基础
地基基础应采取碾压、换填、水泥搅拌桩、水泥混凝土桩基等措施加固地基基础，同时必须进行承载力检测，从而达到施工方案设计要求的承载能力。在支架和拱架搭设之前，预压地基应按《钢管满堂支架预压技术规程》要求，合格并形成记录。如果支架搭设涉及越冬时，地基处理深度就一定要符合防冻要求;另外，在支架周围为了防止地基基础因水浸泡等影响承载力下降，致使支架不均匀沉降，应该有良好的排水措施。
3.2支架、模板
(1)支架、模板的强度、刚度以及稳定性验算一定要对规定的要求符合，同时还要形成专项施工方案，如果要进行现场施工，就一定要按程序履行报批手续后方可进行。(2)支架立柱一定要在能够承载力的地基上落下，并且在立柱底端一定要放置垫板或混凝土垫块。(3) 各种支架和模板安装后，如果要消除拼装间隙和地基沉降等非弹性变形时应按技术规程要求采取预压方法，当预压合格后再形成记录。支架应有简便可行的落架拆模措施; (4) 应根据梁体和支架的弹性、非弹性变形设置预拱度来安装支架。(5)支架、拱架安装完毕，经检验合格后才能安装模板。(6) 对模板、支架或拱架在浇注混凝土和砌筑前进行检查和验收，合格后方可施工。(7)浇注混凝土时应设专人巡视，使模板顶杆、螺栓等松落造成的跑模、涨模等情况防止发生。
3.3混凝土配合比、拌和
(1)保证混凝土配合比设计质量，建议采用4.75～9.5mm、9.5～19mm规格两档粗集料，同时控制水泥用量;拌和站材料进场时对粗集料规格严格控制，尤其9.5～19mm档粗集料严禁大料超标; 严格按设计要求进行钢筋绑扎、波纹管定位，为了确保波纹管与相邻钢筋净距满足混凝土浇注施工中下料通过要求，要求不缩尺、不偏位。(2) 为了保证计量准确，拌和设备一定要定期校准，并且严格按配合比设计拌和施工，使的拌和时间足够，进一步保证混凝土拌和的均匀性，严格把关浇注现场，不得投入使用不符合质量要求的混凝土。
3.4混凝土浇注
(1)在施工专项方案中对混凝土现场浇注顺序和施工组织方案要明确，对于悬臂段应从悬臂端开始浇注混凝土至固定端，对于简支梁或连续梁应该从墩柱、临时门架立柱或刚性支墩等最近的两相邻柱之间的跨中开始向两侧进行混凝土浇注，由于分段浇注，要考虑作业面作业人员增加及相互干扰的问题，另外浇注设备、混凝土供应量需要较大增加，相邻两个节段浇注合理安排施工节奏，进一步保证在混凝土初凝前完成振捣成型等工作，使混凝土连接质量得到保证。(2)在箱梁混凝土配合比中应专项配合比设计支座、锚垫板等处，采用同级别混凝土，但要使粗集料最大粒径减小，从而保证支座、锚垫板等结构钢筋加密处混凝土的通过率，使混凝土离析和卡料现象防止出现;混凝土浇注过程中，对分层下料严格进行，分层厚度也要控制，为了确保该处混凝土振捣密实，在振捣时，一定要采用直径较小振捣棒操作。
3.5混凝土养生
混凝土施工时一定要避开大风、温度较高时段，氣温较低的天气，并且为了保证混凝土养生温度，一定要按照《公路桥涵施工技术规范》要求采取覆盖、加热等措施。对养生设备、覆盖材料等施工现场一定要提前准备，及时在箱梁顶板混凝土浇注后收浆抹面，建议采用二次收浆抹面工艺，覆盖养生土工布等，为了确保在顶板混凝土表面不出现裂缝，洒水一定要快速跟进，从而定期补洒保证混凝土表面湿润。其采用加热养生措施时箱梁箱体内、外温差不得超过规范要求，一定要保证加热设施适用、加热点布置合理、加热均匀以及内外温差不超限，升降温度速度控制有效不超过规范要求等，为了保证混凝土表面温度与环境温度差符合规范要求，在拆除模板或保温设施时一定要采取措施保，从而使混凝土缓慢冷却。
4结束语
预应力混凝土箱梁结构的优点是整体性好、抗扭能力大、横向抗弯刚度大、变形系数低、结构美观、抗震能力强、伸缩接缝少和养护便捷等，因此，该结构广泛使用在辽宁高速公路建设中，而且基本采用支架现浇模式，因为预应力现浇混凝土箱梁存在各种病害是由于地处北方寒冷地区冬夏温差大及施工等原因造成的，并且以裂缝病害较为普遍，所以使混凝土结构的使用寿命极大地降低。
参考文献：
[1]范立础主编《桥梁工程》上册.北京.人民交通出版社.2001.
[2]F·莱昂哈特主编《混凝土桥梁结构》.长沙.湖南大学出版社.1978
作者：万国稳
[ 录入者：zxl1921 | 时间：2006-07-18 12:35:08 | 作者：彭 卫, 施 颖, 张新军 | 来源：混
凝
土 ] [上一篇] [下一篇] 近年来,大跨径预应力混凝土连续箱梁桥在施工过程或使 用阶段,普遍出现各种不同性质的裂缝问题。典型裂缝是在边 跨现浇段和支座附近以及跨中腹板斜裂缝。本文结合裂缝观 测、有限元分析与理论研究,从裂缝成因分析和防治措施上探 讨了大跨径预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝控制问题。 观测到的两座开裂桥梁为桥一和桥二。桥一为56m + 80m + 56m三跨变截面单箱双室连续箱梁桥,支点箱高5m,跨中箱高 214m,桥宽16125m,设计三车道,设计荷载为汽—超20 ,挂—120 ; 桥二为52m+ 3 ×80m+ 52m五跨变截面单箱单室连续箱梁桥,桥 宽16m,设计四车道,设计荷载为汽—20 ,挂—100。 两座桥的裂缝基本相似。桥一是在运营一段时间之后出 现裂缝,而桥二在竣工质量验收时就发现桥梁主跨箱粱的部分 腹板上出现了较多的裂缝,主要分布在跨中箱梁腹板以及在与 边跨桥墩相接的现浇段箱梁腹板上,裂缝分布在上下游的两侧 基本对称,与桥纵轴线成45°左右方向。从裂缝分布与方向来 看,这些裂缝属于结构性裂缝,是由于主跨箱梁承受了较大剪 应力,因而在腹板上出现了斜裂缝。 1 设计计算 111 分析方法
平面有限元分析只适宜于结构初步设计以及无横向偏载 作用下施工阶段的计算,使用阶段结构验算应按空间有限元分 析。在作平面分析时,要将箱梁的空间受力合理而不漏项地简 化到平面计算中。表1 列出了桥一各控制断面在最不利荷载 组合下的第一主应力。可以看出,平面分析下第一主应力均为 较小的压应力,而空间分析结果均为拉应力,且有4 个断面拉 应力数值较大,超出规范规定值。
表1 平面分析与空间分析第一主应力MPa 断面位置平面分析空间分析 距15 号墩415m1. 52 3 5. 61 边跨跨中L1/ 21. 04 0. 50 距16 号墩左4m1. 29 0. 48 距16 号墩右L2/ 41. 32 3 5. 88
注:表中数字负值为压应力,正值为拉应力,加3 者为超出规定值。 112 预应力束的布置
腹板斜裂缝是预应力混凝土连续箱梁常见裂缝形式,是结 构性裂缝,受腹板纵向预应力筋布置方式和竖向预应力大小的 影响。为了深入探讨这两个因素的影响程度,下面列出桥一在 不同预应力条件下的空间有限元计算结果。共分三种预应力 情况进行计算。表2 列出边跨现浇段腹板的剪应力与主拉应 力。荷载组合为:一恒+ 二恒+ 支座沉降+ 顶底板温差10 ℃ + 汽—超20 。三种预应力情况如下: 预应力1 : 腹板纵向预应力按弯筋布置,竖向预应力按 50 %张拉力考虑; 预应力2 :腹板纵向预应力按直线束布置,竖向预应力按 50 %张拉力考虑; 预应力3 :腹板纵向预应力按直线束布置,不考虑竖向预 应力作用。
从计算结果可以看出: (1) 竖向预应力大小对腹板剪应力没有影响。中间支座负弯 矩区段预应力筋布置方式(直线束或弯起束)对剪应力影响也不大。 (2) 中间支座负弯矩预应力筋布置方式对该预应力筋作用 范围内的腹板主拉应力影响很大。但布束方式对边墩现浇段 腹板主拉应力影响不大。
(3) 竖向预应力大小对全桥范围内腹板主拉应力均有影 响。不计竖向预应力作用与计入50 %设计张拉控制力相比, 腹板主拉应力一般增大一倍左右。表中第6 栏主拉应力均超 出规范规定值217MPa ,而第4 栏的数据在规定值之内。 表2 边跨现浇段腹板在不同预应力条件下的 剪应力与主拉应力MPa 计算点 预应力1 (1)τyz (2) S1 预应力2 (3)τyz (4) S1 预应力3 (5)τyz (6) S1 (6)5. 19 2. 205. 11 1. 795. 02 1. 154. 63 1. 384. 27 1. 423. 92 1. 8299 公路规范J TJ02385 美国规范(94) 预加力阶段16. 0 21. 0 22. 0 运营阶段20. 0 17. 5 22. 5 114 温度梯度模式
我国公路桥梁规范J TJ02361. [3 ]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(J TJ023 - 85) . 北 京:人民交通出版社,1985. [4 ]辛济平,劳远昌. 国公路桥梁设计规范—与抗力系数法[M] . 北京: 人民交通出版社,1998. [ 5 ]丁大钧. 钢筋混凝土结构学[M] . 上海:上海科学技术文献出版社, 1985. [ 6 ]袁国干. 配筋混凝上结构设计原理[ M] . 上海: 同济大学出版社, 1990.
(一)、施工方案
箱梁0、1号块及边跨平衡段采用支架现浇，其余采用挂篮平衡悬臂浇筑施工，挂篮和现浇支架除了满足强度、刚度及稳定要求外，施工时进行模拟压重试验，以减小非弹性变形，并获得弹性变形，并获得弹性变形值。0号块浇筑时应采取有效措施降低水化热。挂篮自重不超过350KN(包括模板等)，挂篮的前吊应设有调整标高的功能，在浇筑梁段混凝土过程中随时调整由于梁段自重在挂篮上产生的挠度。箱梁悬臂施工过程中，做好温度、挠度(标高)等各种施工观察工作，并详细做好记录，根据现场温度变化及现场其因素(如挂篮和模板系统的弹性变形、施工荷载变化、体系转换等)修正立模标高。挂篮设置防脱装置，确保挂篮不会脱落。砼拟采用砼拌和楼进行集中拌和，砼输送车进行运输，砼泵车进行浇筑。
(二)、预应力(钢筋)砼现浇箱梁施工方法
1、地基处理
按照设计要求，由技术人员按板梁投影轮廓每侧加宽2m放出支架地基处理范围，整平原地面，并进行碾压，再填筑20cm厚的宕渣并压实，再浇筑10cm厚的砼层。同时在两则开挖排水沟，确保雨水及施工水向外排出，以防浸泡地基。
2、模板
箱梁的模板分底模、侧模、内模。采用大块板预先分别制成组件，在使用进进行拼装。
①外模
为便外露砼表面具有良好的平整度和光洁度，底模、顶模和侧模采用竹胶板，竹胶板厚1.2cm，反面钉有10#槽钢制成，木模板厚3.5-4.0cm，反面钉有10cm×10cm的小方木制成，在钢管架、槽钢顶面顺桥向铺设10cm×10cm木档料，间距70cm，上铺12cm×10cm横档，间距50cm，侧模及翼板支撑同为钢管木档组合支撑体系。模板的拼接缝下面，铺设胶带，缝隙嵌薄海绵条，表面用腻子刮平、打光，防止漏浆。横缝下须有木横档。模板及支撑不得有松动，跑模或下沉等现象。
②内模
采用型钢组焊成可拆卸的框架，框架周边固定方木，外铺竹胶合板，组合成整体内模。内模分节制作，每节3～5m，纵向螺栓连接。内模经过设计验算，符合强度、刚度和稳定性的要求。
③支立模板
在搭设好的支架上，按设计标高和坡度铺设I12工字钢和垫木，其上铺设竹胶板，检验合格后进行预压。
腹板与底模采用螺栓和底部方木连接;底板及腹板钢筋绑扎、纵向波纹管定位及穿束完毕，并经监理工程师检查合格方可吊入内模。
模板表面涂刷脱模剂，要求涂刷均匀，箱梁底模按设计要求设置横坡。翼板立模时，须扣除防撞墙两侧各宽10cm栏杆钢筋预留。在每箱最低处设置φ50泄水孔一个，要求每箱的泄水孔在顺桥向及横桥向均能成一直线。当气温超过30℃时，每条伸缩缝预留宽度均比原设计缩小1cm。
预拱度的设置：每跨的跨中按设计要求设置预拱度，预拱度在每一跨按照二次抛物线分布，取值在1～2cm内(箱梁底板按2cm设置预拱度，翼板按1cm设置预拱度)
3、钢筋绑扎及波纹管埋设
钢筋现场下料配制成型，安装绑扎分两次，一次为底板、挑沿、横梁及隔板，第二次为顶板及翼板，预留孔处以普通钢筋让预应力筋为原则，留出普通钢筋搭头，预应力筋以横向让步纵向为原则，在设计、监理同意的情况下可适当调整张拉孔的平面位置。
钢筋绑扎符合设计要求及有关标准的规定，表面应洁净，不得有锈皮、油漆、油渍等污垢。钢筋弯曲成型后，表面不得有裂纹、鳞落或断裂等现象。钢筋绑扎前，在模板上按图放样定位。绑扎成型时，铁丝必须扎实，不得有滑动、折断、移位等。成型后的骨架必须稳定牢固。
预应力管道采用预埋管道法。按照设计图纸要求设置波纹管预留孔道，预留孔道平面位置及高度设置采用定位框，定位框按设计图纸要求采用φ10钢筋，做成井字形，每隔50cm设置一道。波纹管的连接采用大一号同型波纹管作接头管，并用密封胶带封口。
预应力筋采用高强度低松驰钢绞线。钢绞线按设计计算长度下料，采用砂轮锯切割。切割前，切割口两侧3～5cm处铁丝绑扎，并编号。依据施工实际情况，可先安装好波纹管后穿钢铰线，也可先把钢铰线穿进波纹管后一起安装，但均须保证波纹管的位置准确。在钢铰线绑扎过程中，应先预埋锚垫板，使其与波纹管孔道垂直。锚垫板压浆孔先塞满回丝，防止压浆孔漏浆堵塞。在焊接底板或翼板钢筋时，为保证模板不被烧坏，需采取一定的措施(如垫湿棉纱)。钢筋垫块须均匀设置，密度不宜太大，砼垫块场内统一制作，庆保证尺寸规则、摆放整齐，确保保护层的厚度及尽量减呼与箱梁砼的色差。严禁钢筋与模板紧贴。
穿孔前，先编束，每隔1～1.5m绑扎一道铁丝，铁丝扣向里，编好的钢铰线束进行编号、挂牌堆放。钢铰线的穿束采用人工直接穿束，或借助一根φ5mm的长钢丝作为引线，用卷扬机穿束。
4、砼浇筑
浇筑砼前，对模板、钢筋和预埋件进行检查，对横板内的杂物、积水钢筋上的污垢应清理干净。墩台等下部结构经监理工程师检查、检验合格;钢筋检查、检验合格;砼配合比批准;现浇箱梁施工方案批准，在获得上述全部项目的监理工程师批准批复报告后，方可进行现浇砼施工。
砼采取集中拌和，由设于拌和场内的砼搅拌楼拌制砼，用砼搅拌运输车运对设于施工现场的砼泵送站，然后泵送到各砼浇筑点，砼泵送站设砼输送泵车2台。
混凝土泵送入模浇筑，一次性完成。底板和腹板采用插入式振捣器捣实，顶板和翼板采用平板式振捣器和振动梁振捣、找平。为保证施工的连续性，在混凝土中掺加高效复合减水剂，以适当延续其初凝时间。
混凝土的浇筑顺序：根据图纸设计意图及张拉方式，合理进行施工安排。底板、顶板及翼板，按设计厚度一次浇筑完成;腹板则根据梁高水平分层浇筑完成。每孔箱梁顶板于1/4跨径处预留天窗，作为内模拆除的孔道。内模拆除生，采用吊模法一次浇筑天窗混凝土。
浇筑砼时，填写砼施工记录，并做三组试块。顶面混凝土浇筑完毕，及时进行抹压、拉毛，确保桥面无裂纹，平整并且粗糙。砼浇筑完成后，尽快洒水养护，保持砼面始终潮湿状态。
大体积砼现浇施工应根据不同气候条件，不同施工条件、不同施工速率，做好砼配合比调正，使砼的凝固速度、水泥水化速度能满足施工要求，同时有效地做好养护工作，避免砼出现大量严重的收缩裂缝。另外，一联箱梁砼的浇筑顺序考虑从一头到另一头依次浇筑，每一孔浇筑顺序从跨中向两端墩顶进行。
5、预应力束张拉(预应力砼连续箱梁)
张拉前，压力表及千斤顶均配套进行校验，超过三个月或200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常现象。应重新校验，锚具及夹片进场时，应进行抽检试验和外观检查，对试验不合格或有裂纹、伤痕、锈蚀的夹片不得使用。锚具和夹片的类型须符合设计规定和预应力钢材张拉的需要。用预应力钢材与锚具组合件进行张拉试验时的锚固能力，不得低于预应力钢材标准抗拉强度的90%。当砼强度达到设计要求时，即可进行张拉。张拉时检查波纹管是否有堵塞，对有堵塞的波纹管均先进行处理，检查无碍后，方可进行张拉前的准备工作，包括安装锚具，夹片等。对于双向张拉的钢铰线，安装锚具时，应采取措施(如对钢铰线进行编号)防止波纹管理内钢铰线扭成麻花状。钢铰线的张拉，采用双控，先张拉横向钢铰线、后张拉纵向钢铰线。
钢铰线的张拉程序如下：
低松驰钢铰线0→初始应力→σcon(持荷2分钟锚固)。预应力钢铰线张拉前，先调整至初应力ε，把松驰的预应力钢材拉紧，引时应将千斤顶充分固定，在把松驰的预应力钢材拉紧以后，应在预应力钢材的两端精确地标以记号，预应力钢材的延伸或回缩量即从该记号起量。张拉力和延伸量的读数应在张拉过程中分阶段读出。当预应力钢材由很多单根组成时，每根应作出记号，以便观测任何滑移。预应力钢材实际伸长值△L，除上述测量伸长值外，应加上初应力时的推算伸长值。即：
△L=△L1+△L2 式中：△L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值;
△L2——初应拉力时的推算伸长值(可采用相邻级的伸长值)
张拉前对张拉设备和锚具进行检验，标定张拉与压力表间的关系曲线。按设计规定的张拉顺序和要求，分别采用两端对称张拉或一端张拉。张拉以应力控制，以伸第值作为校验。同时，应对砼构件进行检验，外观和尺寸应符合质量标准要求。
张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力钢经铰线的轴线重合一致。
6、压浆
钢铰线张拉完毕后，即可对孔道进行压浆，压浆所用灰浆的强度、稠度、水灰比、泌水率、膨胀剂剂量按技术规范及试验标准中要求控制，压浆使用活塞式压浆泵，压浆的最大压力一般为0.5～0.7Mpa。压浆按先下层孔道，后上层孔道的顺序，缓慢、均匀、连续地进行，曲线孔道从梁最低点的压浆孔开始，水泥浆由最高点的排气孔流出。
压浆前，将孔道冲冼干净，吹除积水，压浆时，应达至孔道另一端饱满和出浆，并在达到排气孔出现规定稠度相同的水泥浆为止，同时，留取不小于3组试块，标准养护28天，检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
7、封锚
压浆完成后，进行张拉端和锚固端混凝土的封锚。封锚前将梁端混凝土凿毛，冲洗干净，设置钢筋网，浇筑与梁体同品种水泥，同强度等级的封锚混凝土。
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现浇预应力混凝土连续箱梁的施工
现浇预应力混凝土连续箱梁的施工
[摘要];道路施工中桥梁上部采用箱形截面，下部采用独柱墩，具有桥梁外形简洁美观，桥下通视好的优点，应用广泛。本文结合佛山市狮和公路BS-03标段桃园路分离式立交桥现浇预应力连续箱梁对现浇预应力连续箱梁的施工方法进行阐述。
[关键词] ;箱形连续梁;预应力 ; 混凝土 ; 施工
[Abstract]; road construction of bridge with box section, the lower part of the use of single column pier bridge, with simple and elegant appearance, advantages as good under the bridge, wide application. This combination of Foshan City lion and highway BS-03 section, the construction method of cast-in-situ prestressed concrete continuous box girder of Separated Interchange Bridge of cast-in-place prestressed continuous box girder are discussed.
[keyword]; continuous box girder; prestressed concrete; construction;
中图分类号：U416.216+.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013)
前言：
作者于佛山“一环”狮和公路BS-03标段施工期间，针对本标段实际施工现场情况及对施工进度质量的相关要求，制定了桃园路分离式立交桥现浇预应力连续箱梁的施工方案。
一、工程概况
桃园路分离立交桥与桃园路中心线交叉点的桩号为K5+902.982，桥长251.64米,预应力混凝土连续箱梁横跨桃园路，砼设计强度C50。
箱梁顶板宽20米，底板宽14.75米，两侧翼缘悬臂长度2.625米。箱梁顶板厚20cm,底板厚18cm。腹板在边跨支点附近梁段范围内
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宽度为60cm，在跨中附近梁段范围内宽度为40cm，边孔及中孔变宽段通过2米过渡。箱梁左右腹板为等高度，桥面为2%的横坡。
二、施工工艺
按一联浇筑砼设计支架、模板、钢筋砼浇筑方案。
1.放样准备
用全站仪在桥跨内测定桥纵轴线和桥左右边线。用白灰划出支架的长度、宽度、平面位置。
2.支架底持力层处理
2.1沿途桥下的泥浆池及系梁、承台基坑用挖掘机清理干净，并用渗水性好的良性土或石渣回填，用压路机分层压实,对于压路机碾压不到的部位，采用每10cm一层人工夯实，压实度为96%以上。
2.2搭设支架前，清理表层松土80cm，宽度比支架宽出1m，进行整平和压实处理，且压实度应达到96%以上，以防地基沉降对箱梁梁体产生不良影响。
2.3整体处理完后，以5m×5m间距做轻型触探，要求捶击次数在30次以上，再铺筑15cm碎石垫层，然后浇筑12cm厚的C15砼,以便找平和提高地基承载力。地基处理完后,高度要高于排架四周地面高度。按2%的横坡排水(桥中心向两侧排水)。桥梁地基两侧设纵向排水，在地基处理完毕后，形成2%横坡，桥梁地基两侧设纵向排水沟，排水沟与总体排水系统相连。
3.碗扣式支架的拱度
根据此桥现场实际情况，地基较为平整，纵坡较小，采用碗扣式支架。
3.1基底处理好后，在上面横桥向铺设道木10*15cm，间距为0.6m，宽度每侧大于桥宽1.0m，其上支立排架。整个支架系统由垫木、下托、碗口式支架、顶托和上纵、横方木及大、小剪刀撑、纵、横水平杆组成。
3.2排架均采用碗扣式钢脚手架。支架布置原则为纵、横向均为0.6m。
3.3支撑体系在安装过程中，支架立柱要垂直，连接杆要平顺，接口必须按规范对接，连接紧固。为保证其稳定性,墩柱周围钢管每
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隔1m用“#”字形箍环抱柱子。纵横四方向及剪力与横杆和立杆相互用扣件拧固。
3.4支立排架时，排架的纵、横线必须顺直。保证支架受力均匀分布和传递。每搭一层必须检查支架整体垂直度和整体稳定性后才可继续搭上一层。架设的排架要严格控制排架立杆的顶标高，其计算方法为：立杆顶标高=箱梁底标高-模板厚度-帽木厚度-托架高度
立杆支立完毕后，在其顶部放好托架，然后在托架上面沿纵桥向布置方木，方木截面尺寸为10cm×15cm，使方木与方木的接触面恰好位于托架的中心位置。方木铺好后，在其上面沿横桥向摆放10cm×10cm落叶松木方子，间距为0.3m，然后铺放现浇箱梁底模，采用竹胶板。
3.5横杆与剪力撑
横杆竖向步距为0.6m;剪力撑自地面一直撑到顶部，纵、横向均设置，最少不少于2道，间距为4.0m，，与地面间的夹角在45度至60度之间。在距地基20cm高处,设置纵、横扫地杆,保证支架整体稳定性。
3.6所使用的杆件、扣件均100%检查，严重锈蚀、弯曲、压扁、裂缝的均不得使用。所用杆件必须有出厂合格证或检验证明书。
4.预压
支架预压是支架验收的一个重要环节，它是模拟上部结构的施工过程对支架进行检验，是验证支架设计是否合理和是否可以交付使用的必要条件。
支架搭设后，为验证其承载力，清除支架与支架间，支架与木方之间及地基的非弹性变形和支架的弹性变形，采用设计箱梁自重的125%进行支架预压。预压加载物拟用砂包代替相应部分的砼进行预压。各个部分的预压荷载数量作相应换算，并取荷载的125%作为预压荷载值，进行逐孔预压。预压采用分层堆载方式，每级荷载持荷为30分钟，最后一级持荷在24h以上。预压沉降观测点设置分别于每孔梁的结构中线、底板两条边缘线的L/4，L/2，3L/4位置。
在预压试验过程中，专职安全员观察支架，一旦出现以下异常变化，立即中断试验，检查问题的出处，并加以排除。
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5.钢筋施工：
钢筋配料、下料、弯制、闪光对焊在钢筋加工区完成，现场绑扎。梁内钢筋宜预先在钢筋加工区焊接成大片的平面。吊装过程中为防止大片变形，应采用扁担梁并加密吊点。钢筋安装时采用多点、均布吊装，避免出现材料集堆，对排架不利现象。施工时，先绑扎其底部钢筋和两侧肋的钢筋。绑扎时伸缩缝端注意预留伸缩缝锚固钢筋，采用砂浆垫块以保证混凝土的保护层。并将预先按规范要求接好的预应力管道穿入骨架内，预应力管道采用预埋铁皮波纹管成孔，波纹管应进行相应指标的检测。设置波纹管前应对每一根波纹管进行检查，管壁上不得有空洞，否则要及时修补，严格防止浇筑混凝土时出现漏浆现象。波纹管安装位置必须保证准确无误，波纹管定位钢筋在曲线段按设计加强。
6.模板施工
连续箱梁全部采用竹胶合模板，布板遵循尽量采用整张胶合板的原则。对配板进行编号、标注。竹胶板在现场加工，芯模采用杨木方做框架，用多个可折叠的框架串联起来，在框架四周用杨木板条包围固定，再用塑料布包裹。制做芯模时边孔预留一个天窗，中孔预留两个天窗，以解决拆卸芯模之用，待箱梁浇筑完成拆除芯模后，再吊装天窗处模板，绑扎钢筋，浇筑混凝土。
按照施工图纸要求，箱梁施工预拱度为1cm。实际施工中需用水准仪监测混凝土箱梁的挠度变化情况。监测的内容包括：
6.1内模和钢筋重力作用下的挠度。
6.2施加预应力后观察挠度变化值。
如挠度变化不明显，则继续施工直至完成;否则应用千斤顶及水准仪配合调整拱度变化。
7.混凝土施工
现浇箱梁砼施工采用一次性浇筑。
7.1浇筑前准备
砼浇筑前的检查，由项目部质检工程师组织现场施工员、质检员对支架的刚度和稳定性;侧模的几何尺寸、接缝的平整度和严密度、支撑的牢固性;芯模的稳定性、牢固性;底板、腹板、顶板厚度;钢
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筋的规格型号、位置、间距、保护层的厚度等进行详细的检查，合格后方可浇筑砼。
7.2材料及设备
箱梁砼采用自拌C50砼，由2台砼输送泵泵送。为满足缓凝要求，避免产生过大的收缩、徐变，提高混凝土的早期强度，保证混凝土具有良好的和易性，满足施工要求。
7.3浇筑砼施工工艺
浇筑顺序为：由低处向开始向高处浇筑，底板——两侧腹板分层同步跟进——最后浇筑顶板、抹面养生。
为防止支架产生不均匀变形，整个横断面内对称浇筑，按先跨中后两侧的顺序进行。通过芯模预留孔及天窗将底板混凝土泵送入底模内，底板混凝土达到厚度后，振捣抹平，两侧腹板应同步、均匀、分层浇筑，分层厚度30cm，腹板混凝土达到芯模顶高度时，将芯模顶部预留的活板复位，从一端浇筑翼板、顶板混凝土。混凝土的浇筑速度要确保混凝土初凝前覆盖上层混凝土。
混凝土振动采用插入式振捣器配合插钎振捣，振捣器的移动间距不超过其作用半径的1.5倍，并插入下层混凝土5~10cm，对于每一个振捣部位，必须振动到该部位的混凝土密实为止，但不得超振。
振动时要避免振捣棒碰撞模板、钢筋，尤其是波纹管，振动棒要在插钎的引导下与波纹管保持一定距离，以防止波纹管变形和变位。不得用振动器运送混凝土。对于锚块和锚槽位置及波纹管下的混凝土振捣要特别仔细，由于该处钢筋密、空隙小，应选用小直径的振动棒，确保混凝土密实。
混凝土浇筑后的养护：混凝土凝固后用麻袋片苫盖，然后用水管喷水雾洒水养生。强度达设计强度70%以上拆除芯模。
8.预应力施工
箱梁混凝土强度达到设计强度的85%，龄期满足7天以上，方可张拉预应力钢束。施加预应力前，要对张拉设备进行配套检验，以确定张拉力与压力表间的关系曲线。
所有钢束均采用两端张拉，按对称原则从两边向中间对称张拉，每次张拉不少于两束，张拉原则为N
1、N
2、N3的顺序，预施应力的
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程序为：
0 →初应力10%σk(划线标记) →初应力20%σk(划线标记)→σk (持荷5分钟)→锚固(测回缩量)。
张拉采用张拉力与伸长值双控，以张拉力为主，延伸量校核。实际伸长值与理论伸长值之差应控制在理论伸长值的6%以内，若延伸量超出设计要求时，应停止张拉，分析检查出原因后方可继续施工。
张拉施工时钢束的滑、断丝数量不得大于该断面总数的1%，每根钢束的滑、断丝数量不得多于1根。
9.压浆封锚
张拉完成后，按设计要求压浆。首先用无齿锯切除锚头钢绞线，较锚环长出30～50mm，用灰浆将锚头及钢绞线封住。水泥浆的抗压强度应不小于图纸规定的标号。压浆完成后，应先将其周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛，开始进行绑扎箱梁头封锚钢筋，支立封锚模板，浇筑封锚混凝土，当强度达到拆模强度后，拆除梁头模板。
10.模板、支架的拆卸
10.1箱梁腹板、底板及顶板预应力束张拉、压浆完毕超过72小时后，方可卸落模板。
拆除模板时，避免碰撞砼表面，可先拆除翼板底支架和翼板模板。然后拆除侧模支撑和侧模板，最后拆除梁底支架和梁底模板。
10.2芯模在混凝土强度达到70%以上，表面不发生塌陷和裂缝现时，方可拔除。
10.3卸落支架的程序在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落,拆除支架时，按后装先拆，先装后拆的原则。
10.4支架从跨中向支座依次循环卸落。
10.5模板、支架拆除后，应将表面灰浆、污垢清除干净，并应维修整理，分类妥善存放，防止变形开裂。
三、结束语:
箱形截面具有强大抗扭性能，结构在施工与使用过程具有良好的稳定性，其顶底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩,适应连续梁等具有正负弯矩的结构。通过总结分析，此施工方法在施工期短、施工质量有特殊要求的情况下具有实用价值，收到了明显的
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经济效益与社会效益，具有实用价值。
参考文献
1.《路桥施工计算手册》.人民交通出版社,2001.5
2.《桥梁工程》.人民交通出版社,2002.8
3.《公路桥涵施工技术规范》.人民交通出版社,2000.11.01
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①基础处理：箱梁施工前，首先将桥跨处场地推平、碾压，压实度达到95%以上，个别软弱地基填以灰或砂砾，分层夯实，确保地基承载能力200KN/平方米。然后根据支架设计间距放出支架基础位置，上铺5厘米细砂，在细砂上沿横桥向铺设钢板桩，钢板桩口朝上，做为支架条形基础。
②箱梁模板支架采用碗扣式满堂支架，支架在纵向每隔1.2米布设一道，横桥向在底板处间距1.3米，腹板下0.3米，翼缘板处1.5米。支架下部为螺旋调整底杆，顶端为螺旋调整顶托，长度分别为50厘米。碗扣支架搭设后，均有纵横向连杆，保证支架结构稳定。支架顶端用50型轻轨做为横梁。
③箱梁底模采用钢柜架式大型底模，上镶4厘米木板，木板上铺2毫米厚钢板，在支架搭设好后，根据桥轴线对支架进行调整，然后安装箱梁底模，并进行轴线和标高调整，均满足要求后再安装箱梁侧模板，侧模板从梁一端顺序安装，要求接缝严密，相邻模板接缝平整。箱梁侧模板采用柜架上镶高强防水胶合板，以确保箱梁外观质量，箱梁内模均采用木支架，组合钢模板和木模板拼装。
④支架、模板预压：用相当于浇筑段箱梁重量的80%对支架模板进行预压，以消除支架体系的非弹性压缩。待此非弹性压缩稳定后即撤除预压。
⑤钢筋由钢筋班下料成型，先绑扎底板钢筋，再绑扎横隔板和腹板钢筋，绑扎定位牢固后，支内腹板模板和堵头模板，经驻地监理工程师中间检查合格后，方可浇筑砼。
⑥第一次浇注砼至腹板与翼缘板接合处，是指底板、腹板和横隔板的砼，砼在浇注中，采用拌合楼集中拌制、6立方米罐车运输，砼泵车输送入模，插入式振捣器振捣，在浇注腹板时，要掌握好浇注厚度，浇注顺序由一端向另一端斜坡式浇注，振捣时要控制好时间，不要振坏模板。和翼缘板接合处要抹平，使二次浇注接头整齐美观。浇注后应及时养生。
⑦拆除内腹板模板，安装箱顶板底模，结构体系为钢(木)支撑组合钢模，在顺桥向每箱室零弯距点外顶板上予开一天窗，以便拆除和取出箱体顶板底模。
⑧绑扎顶板钢筋，设置控制砼面顶面标高点，经驻地监理工程师检查合格后，浇注第二次砼。浇注顶板砼时在顶板钢筋上布设行夯轨道，控制顶板标高，顶板表面一定要进行二次收浆抹面，拉毛，及时养生，防止大面积裂缝。
⑨张拉预应力钢绞线。在箱梁混凝土达到设计强度后进行张拉预应力束，张拉前需以书面形式将张拉工艺、千斤顶校验情况、锚具及张拉钢材质量等资料递交工程师批准。张拉时采用吨位及张拉延伸量双控制，伸长量以张拉至10%设计吨位位置为起算零点，实测值与设计值误差不超过±6%。张拉程序为：0→10%δk→δk(持荷2min锚固)。预应力张拉完后，一天内进行孔道压浆和封锚。
⑩在箱梁砼达到80%设计强度以后，拆除内外模板支架体系。最后对于天窗采用吊模板，焊接钢筋网，用砼封死天窗口。
厦门市××大道××××××××桥
预应力混凝土现浇连续箱梁
支架拆除方案
厦门×××××项目部 二○一三年十月十五日
一、工程概况：
B匝道桥共设置4联，采用[(3×30)+(30+45+30)+(3×30+25)+(25+30+25)]米,第
一、
三、四联采用等截面预应力混凝土连续现浇箱梁，第二联采用变截面预应力混凝土连续现浇箱梁。C匝道桥共设置3联，采用[(25+31+30+2×25)+(30+45+30)+(5×30)]米,第
一、三联采用等截面预应力混凝土连续现浇箱梁，第二联采用变截面预应力混凝土连续现浇箱梁。桥面全宽9.0m，箱梁底宽3.95m，悬臂长2.2米，等截面箱梁梁高1.8m，变截面梁底面按Y=X2/525.3125米二次抛物线变化，支点处梁高2.6米，跨中及梁端的梁高为1.8米。
二、支架的结构形式
现浇箱梁支架基本选用WDJ满堂式碗扣支架，但后溪立交C匝道桥因现场存在排洪渠、地下管线、上跨马路及地形高差影响等问题，第
5、
6、7三跨设为贝雷支架，其中第7跨横跨马路设跨度为2*9米的工字钢门洞支架，在对应C匝道桥门洞支架的路段上，B匝道桥也设置了相同的跨马路门洞支架。
碗扣式支架下部设可调底座调整横杆各层标高，上部设可调螺杆以调整底模标高。可调螺杆上设纵向方木(12cm*12cm)，作为底模板的主肋，主肋上铺横向方木(10cm*10cm)，作为底模板的次肋。立杆步距120cm，立杆间距分60cm，90cm、120 cm三种，纵横剪刀撑每隔4排设置一道，支架两侧立杆高于现浇箱梁顶面150cm，加两道横杆做为防护栏。立杆下面布设宽15cm、5cm厚的通长木垫板， 贝雷支架及门洞工字钢支架的承重结构主要由钢筋混凝土基础、Φ630mm钢管支柱、双400a工字钢主横梁、贝雷桁架(门洞为630工字钢)等构件组成。结构传力途径为：模板-方木(或120工字钢)-可调性木楔-贝雷片(或工字钢)纵梁-工字钢主横梁-钢管立柱-扩大基础-地基。
模板采用1.5cm厚酚醛复膜胶合板，板肋采用10×10cm方木。第
5、
6、7跨贝雷梁均由5组双排单层普通型贝雷桁架组成。门洞支架中的主纵梁由10根630工字钢组成。每排钢管支柱共由5根Φ630mm钢管组成。
三、支架拆除的工艺
(一)、WDJ碗扣式满堂支架的拆除工艺
1、支架的拆除时间
支架拆除时间，应按施工设计图的要求，箱梁现浇混凝土强度达设计要求95%、预应力钢绞线张拉及注浆施工完成、经过单位工程负责人、质量自检人员和监理工程师的检查验证同意后，方可拆除施工支架。
2、支架的卸载
为了避免在拆架过程中产生过大的的瞬时荷载，引起不应有的混凝土裂缝，使梁体顺利实现应力转换，在支架拆除前，首先要正确进行支架的卸载，严格按照从跨中向支座依次循环松动顶托螺杆，当达到一定卸落量后，支架方可脱落梁体。
先拆除支撑在翼板上的支架，保证全梁翼板处于无支撑状态，再松动腹板的顶托螺杆，接下来松动底板的顶托螺杆，人员分成两组，从跨中向两端同步松动，使梁体均匀下落，分几个循环卸完。卸落量开始宜小，一次下8mm，以后逐渐增大。在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。
在拟定卸落程序时应注意以下事项：1)在卸落前应画好每次卸落量的标记。2)卸载时应均匀、缓慢、对称进行。3)多跨连续梁应同时从跨中对称卸载。
3、支架拆除的顺序
拆架程序应遵守由上而下，由跨中向两边，先翼板后底板，先支的后拆，后支的先拆的原则。拆架时要先拆栏杆、翼板、外伸梁支架，再拆除箱梁底板支架，从跨中对称往两边拆。先拆模板、剪刀撑、斜撑、而后小横杆、大横杆、立杆等，拆除剪刀撑时，应先拆中间扣，再拆两头扣，拆完后由中间的人负责往下传递钢管。并按一步一清原则依次进行，要禁止上下层同时进行拆除工作。整个拆架过程中必须有技术人员跟班指挥与检查。
4、支架杆件的搬运落地
拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。架上作业人员应作好分工和配合，传递杆件时应掌握重心，平稳传递。
所有杆件和扣件在拆除时应分离，不准在杆件上附着扣件或两杆连着送到地面。模板、钢管，应自外向里竖立搬运，防止物件直接从高处坠落伤人。 拆除后的模板、方木及支架钢管等物件时，严禁将物件直接抛下，必须将所有物件用绳索绑扎后自下而下缓慢下放至地面，或通过其他施工人员手中平稳传递至地面。
拆除的材料应堆放在一定的地点，分类妥善存放。
(二)、贝雷支架、工字钢支架的拆除工艺
1、支架的拆除时间
支架拆除时间，与满堂式支架相同，在箱梁现浇混凝土强度达设计要求95%、预应力钢绞线张拉及注浆施工完成、经过单位工程负责人、质量自检人员和监理工程师的检查验证同意后，方可拆除施工支架。
2、支架的卸载
先拆除支撑在翼板上的支架，保证整联翼板处于无支撑状态，
当翼板支架拆除后，方可拆除箱梁底部支架上的可调性木楔，严格按照从跨中向支座依次卸落，使梁体顺利实现应力转换。
卸落木楔采用先松动后拆除的方法，从跨中向两端同步松动，松动量开始宜小，以后逐渐增大，使梁体均匀下落，在纵向应对称均衡松动，在横向应同时松动。
拆除木楔时均匀、缓慢、对称进行。多跨连续梁应同时从跨中对称拆除。
3、支架的拆除方法
①拆除翼板、腹板模板：梁体张拉完成后，拆除翼板下碗扣脚手架顶部顶托后，从跨中向跨端分层拆除碗扣钢管支架;
②拆除贝雷梁(工字钢纵梁)与横梁及其他构件的连接; ③采用拉链葫芦将翼板、腹板、底板下的贝雷梁(工字钢纵梁)沿主横梁拖拉至梁体翼板外侧;
④由专人指挥采用2台25t的吊车整体吊起贝雷梁(工字钢纵梁)，吊放至地面,及时安排工人将拆下的贝雷梁打散，堆码整齐;
⑤采用2台25t吊车将工字钢主横梁垂直提升30cm后向同一侧偏移钢管支柱，然后落至地面安全位置集中堆码;
⑥切割、拆除钢管立柱，进行吊运及分类堆码; ⑦破除立柱的混凝土承台基础，恢复原路面。
四、支架拆除前的组织与准备工作
1、拆架前，全面检查待拆支架，根据检查结果，拟订作业计划，确定拆除时间、拆除范围、拆除工程量以及相应投入的人力、物力和机械等。
2、人员的组织工作。成立拆除作业指挥小组和由专业技术工人为骨干的拆除施工队伍。支架拆除前主管副经理、安全专业工程师、现场安全员、技术员到达现场进行安全技术交底，对操作工人进行安全教育。直至每个操作工人对操作安全注意事项均了解清楚、安全措施到位后方可进行拆除支架施工。
3、机械设备的组织工作。拆除前应准备好数量足够、质量完好的机械设备和各种小型工具，如吊车、手动葫芦、钢丝绳、吊环、麻绳、撬棍、扳手及其他专用工具。
4、施工现场的清理与准备工作。①划分拆除作业区段，周围设绳索围栏、设警戒区域，张挂醒目的警戒标志。警戒区域内禁止非作业人员进入。②清理作业现场。首先察看施工现场环境，包括架空线路、脚手架、地面的设施等各类障碍物、地锚、缆风绳及被拆架体各吊点、附件、电气装置情况，凡能提前拆除的尽量拆除掉。将支架内遗留的材料、物件及垃圾块清理干净。所有清理物应安全输送至地面，严禁高处抛掷。
五、支架拆除的安全技术措施
1、所有进入施工现场的人员必须配戴安全帽，正确穿戴好个人防护用品，高空临空作业人员配置安全带。作业人员服装衣扣需全部扣好，应避免穿宽松肥大的服装，严禁赤脚和穿拖鞋，应穿软底鞋。高温天气要做好避暑工作。
2、凡患有不宜从事高空作业疾病的人一律禁止上架作业。参加高空作业的人员班前严禁饮酒。作业人员如有身体不适应停止作业。
3、拆除人员进入岗位以后，对被拆架体先进行检查，有需要加固的部位，应先加固再拆除，防止架体倒塌。
4、作业人员组成若干小组，分工协作，相互呼应，动作协调，禁止单人进行拆除较重杆件等危险作业。拆除全过程中，必须专人担任指挥和监护。拆除作业安全员必须在现场监督，操作人员必须按操作规程施工，发现违规行为或安全隐患立即停止作业，进行整改合格后方能继续施工。
5、用于起重吊装的设备、工具必须使用合格产品，质量可靠，吊具上要设保险装置。
6、起重机作业时，起重臂和重物下方禁止有人停留、工作或通过。重物吊运时，禁止从人上方通过。禁止用起重机载运人员。地面上的配合人员应躲开可能落物的区域。禁止上下层同时进行拆除工作。
7、进行撬、拉、推、抛、拨等操作时，要注意正确的姿势，站稳脚跟，防用力过猛时身体失去平衡。使用撬棒注意放稳和力的支点，防止滑脱、弹出滑脱、弹击伤人。
8、传递杆件及其他材料、工具等应抓紧抓牢，并明确告知对方，以防失落，作业人员所使用的小型工具应挂绳，以防脱手坠落。作业人员应随身配戴工具袋，便于零小器件的收用，严禁将物件直接抛下，必须将所有物件用绳索绑扎后自下而下缓慢下放至地面。
9、不得在支架上临时堆放过多材料、工具，物件应放稳系牢，以防坠落伤人。已松开连接的杆件要及时拆除移走，避免发生意外坠落。拆下的零部件、杆件，应按规格分批运到地面。
10、汽车起重机作业时要严格遵守操作规程，与其他相关人员进行密切配合、谨慎作业。
11、设置沉降观测点，重点为跨中、支座、1/4L等处，如有异常情况立即采取措施。
12、马路施工时注意与交警配合，搞好交通管制、车辆导流，维护交通安全和施工安全。
13、项目部应急预案领导小组及相关组织做好准备，随时应对各种突发事件。
预应力混凝土桥箱梁底面横向裂缝分析 伍 静，蒙 波 (北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司，北京100037) 摘 要：预应力混凝土箱梁由于在受力性能方面良好，在高速桥梁互通工程中得到了良好的应用，但是由于结构受力和施工工艺的复杂性，该类型桥梁在设计和施工都存在质量较难控制等原因，造成部分桥梁在投入使用过程中箱梁底面就出现较多的横向裂缝，裂缝的大量出现严重影响了桥梁的正常使用，对结构的承载能力存在一定的影响。以一座预应力混凝土箱梁桥为例，通过对材料强度、铺装层层厚度、预应力损失、承载力评定等方面对该桥箱梁底面横向裂缝进行了分析，并对防止此类裂缝提出了改进措施，可供类似工程借鉴。 关键词：公路工程;预应力混凝土;箱梁;横向裂缝;承载能力
1 工程背景 某互通桥梁位于某高速公路，由主线桥和A、B、B
1、B
2、C五个匝道组成(见图1)。其中主线桥采用分离式设计，桥梁全长左幅345.0 m、右幅321.0 m，单幅桥宽12.25 m。桥面横向布置为：0.5 m(防撞护栏)+10.75 m(行车道)+0.5 m(防撞护栏)。桥梁上部结构均为预应力混凝土连续箱梁，截面为单箱单室。桥梁具体信息见表1。 下部结构除B1匝道墩柱为钢筋混凝土单柱墩外，其它桥梁均采用钢筋混凝土双柱式桥墩，扩大基础。桥台均为重力式U型桥台，支座采用板式橡胶支座。 图1 桥梁平面示意图 表1 桥梁跨径组合信息桥名 结构形式 跨径组合/m 4×25+4×25+(3×25+30+25)(左幅)3×25+4×25+(3×25+30+25)(右幅)A匝道 预应力混凝土连续箱梁 5×25+5×25+6×25 B匝道 预应力混凝土连续箱梁 5×25+6×25 B1匝道 预应力混凝土连续箱梁 4×25+4×25 B2匝道 预应力混凝土连续箱梁 3×25 C匝道 预应力混凝土连续箱梁主线桥 预应力混凝土连续箱梁4×23 桥面铺装采用4 cm抗滑表层+6 cm中粒式沥青混凝土+防水层+5 cm水泥混凝土铺装层，并在5 cm水泥混凝土中布设钢筋网。伸缩缝均采用EM-80浅埋式伸缩缝。桥梁设计荷载为 “汽车-超20、挂车 -120”。 在桥梁营运过程中，历次检测发现该桥主要存在病害及处治方法如下： (1)第一次定期检查发现该桥预应力混凝土箱梁存在较多的横桥向裂缝，主要包括底板横向裂缝，部分裂缝延伸至腹板呈“L”形或“U”型，裂缝多位于跨中区域或附近、最宽 0.24 mm(见图
2、图 3)。部分裂缝初步判定为弯曲受力裂缝，对桥梁承载能力造成不利影响。根据《公路桥涵养护技术规范》[1](JTG H11—2004)，桥梁的总体技术状况等级为“三类”，处于较差状态。 图2 左幅第12跨箱梁底面纵向裂缝 图3 B2匝道第2跨箱梁底面纵向裂缝 根据第一次检查结果对该桥病害进行了处治，对裂缝宽度<0.15 mm时采用表面封闭法修补，涂刷专用环氧树脂胶进行封闭;裂缝宽度≥0.15 mm时，采用压力注浆法修补。并对部分桥跨裂缝较多的进行了粘贴碳纤维布(见图
4、图 5)[2]。 图4 箱梁底面碳纤维加固 图5 箱梁腹板碳纤维加固 (2)维修处治后，为进一步了解该桥裂缝修补后的发育情况，抽选了主线桥左幅第9～13跨、右幅第
8、
9、11跨和B2匝道桥第
2、3跨进行箱梁裂缝专项检查。发现在桥梁跨中区域仍存在较多新开裂的横向裂缝，部分裂缝延伸至腹板形成“L”型，裂缝宽度多在0.10 mm～0.16 mm之间，部分跨梁底碳纤维布处理后，仍在碳纤维布条间发现横向裂缝(见图6)[1]。 2 现场检测结果 为进一步分析该桥裂缝产生的原因，对该桥进行了如下专项检测： 2.1 混凝土抗压强度检测 混凝土强度不足是引起结构开裂的原因之一。为准确获得结构混凝土强度，采用钻芯法对主梁混凝土强度进行检测(见图7)。根据桥梁病害情况及受力特点，本次选取主线左幅13跨右侧腹板进行钻芯取样[3]。 根据钻芯法检测混凝土强度技术规程的相关要求，对所取芯样进行抗压强度检测[3]，结果见表2。 图6 主线桥左幅第12跨箱梁底面裂缝分布图 图7 钻芯取样测区位置 表2 右腹板钻芯取样混凝土强度试验结果表测点 外观 破坏荷载/kN抗压强度/MPa换算值 方块值1 密实 320.5 40.8 33.7 38.7 2 密实 454.0 57.8 0.87 0.95 47.8 52.8 3 密实样芯抗压强度/MPa尺寸修正系数尺寸换算系数573.8 73.1 60.4 65.4 从试验结果来看，3个试件的推算强度值分别是 38.7 MPa、52.8 MPa和 65.4 MPa，依据《钻心法检测混凝土强度技术规程》[3](CECS03：2007)中第3.2.5的相关规定，单个构件的混凝土最终推算强度为 38.7 MPa，小于设计强度 40.0 MPa。 2.2 桥面铺装层厚度检测 桥面铺装的结构和厚度的实际状况可能与原设计存在较大的差异。为了了解各桥铺装层的实际施工厚度，为桥梁加固设计和承载能力计算提供数据支撑。对桥面铺装结构厚度采用钻芯取样的方法进行检测(见图8)。桥面铺装层钻孔位置的选取，原则上每座桥梁顺桥向选取5个断面，每个断面横桥向布置3个测点，桥梁长度较短的可适当减少，但不应少于3个断面，共计81个测点。 图8 桥面厚度总偏差分布图 通过对桥面沥青铺装层厚度检测数据进行分析，本次桥面铺装层厚度81个测点中总偏差介于0 cm～3 cm居多，共计78处，占总测点的96.3%。进一步计算分析，桥面铺装实测厚度较原设计值厚约1.7 cm，从而造成箱梁跨中下缘增加0.008 MPa的拉应力。 2.3 预应力损失测算 为进一步了解该预应力混凝土连续箱梁目前的应力分布状况，推断该部位受力状态，采用应力释放的方法对该桥进行恒载作用状态下的应力量测。 钢筋应力释放法是指在桥梁在自重、预应力等持久荷载作用下，结构及其中的普通钢筋存在较大的应力，通过切割普通钢筋进行应力释放，则释放出的应力值就等于结构现存的应力值，由此分析结构的实际有效预应力或结构的预应力度，从而对整个结构进行评价[4]。 (1)测点布置。选取主线桥左幅第13跨正弯矩控制截面进行应力测量，截面的位置示意图如图9所示。应力测点选取箱梁底板底面上层顺桥向钢筋进行试验，应力测试方向与桥梁纵轴线平行，用以测试纵向弯曲应力。 图9 应力释放位置示意图 (2)测试结果。采用桥梁专用有限元计算分析软件 MIDAS/Civil 2012 对结构进行建模计算[5]，通过对模型施加自重、二期恒载、预应力及收缩徐变荷载，求得结构在恒载作用下[6]的结构应力图如图10所示。 图10 恒载作用下应力图 通过计算可得，箱梁底板应力释放位置恒载作用下的最大压应力值为 4.53 MPa[6]，即最大压应变ε=139.4με。现场实测钢筋应变εg=122με，因此主线桥有效预应力度约为88%。 通过应力释放试验，此推定预应力钢束损失约为12%。考虑到该方法目前无相关规程可依，因此该测试结果仅供参考。 2.4 承载能力试验 结合本桥受力特点和现场病害情况，选取左幅第3联(跨径组合为3×25 m+30 m+25 m)进行荷载试验，利用桥梁专用有限元计算分析软件MIDAS/Civil计算在设计荷载(汽车-超20、挂车-120)作用下的最大内力值[7-8]，并根据测试截面(见图11)影响线进行等效加载[4-7]。 图11 荷载试验测试截面位置(单位：cm) 根据计算结果结合现场实际情况，试验测试工况为：工况1(第13跨最大正弯矩工况)，工况1(12#墩顶截面最大负弯矩工况)，工况3(第12跨最大正弯矩工况)。试验时应变测点布置在箱梁底板及腹板，具体位置见图12，挠度测点布设在各跨跨中、墩顶及四分点位置。 图12 应变测点布置示意图(单位：cm) 表3 静载试验测试结果试验工况 设计内力值/(kN·m)应变 /με 挠度试验内力值/(kN·m) 加载效率/mm计算值 实测值工况1 5947 5625 0.98 69 85 -7.53 -8.77工况2 -3854 -3930 1.02 -44 -59 — —工况计算值 实测值3 5808 5755 0.99 73 87 -4.34 -6.68 通过对每个试验工况作用下的数据分析计算，桥梁试验跨主要控制测点结构校验系数均小于1，主要测点相对残余变位或相对残余应变均小于20%;但试验过程中通过对第12跨跨中截面选取的10条横向裂缝宽度的监测发现，裂缝宽度随荷载等级的增加呈现增大趋势，属于结构裂缝，对结构承载力有一定影响。 3 原因分析 3.1 桥梁设计原因 根据设计图纸，以主线桥第3联为例进行计算，该联为3×25 m+30 m+25 m预应力混凝土连续箱梁，计算结果显示，在正常使用极限状态下，该桥30 m跨跨中下缘拉应力达3.06 MPa，已不满足部分预应力A类混凝土构件要求。即在理论计算上存在开裂的可能。现场检查中也发现，该跨跨中附近存在大量横向、L型、U型裂缝，裂缝形态与弯曲受力裂缝一致。具体可见图 13[8-15]。 根据桥梁设计单位提供的计算书，30 m跨径跨中位置正常使用极限状态组合2(移动荷载作用下(汽车-超20)+永久荷载(结构自重、预应力、混凝土收缩及徐变影响力)+温度荷载)，法向拉应力为3.39 MPa，正常使用极限状态组合3作用下(移动荷载(挂—120)+永久荷载(结构自重、预应力))，法向拉应力为4.41 MPa，均超过了规范对A类构件的容许应力 2.34 MPa。 图13 主线桥左幅第3联正常使用极限状态截面下缘正应力包络图 综上可得，桥梁在原设计状态下应力较大，存在开裂可能。同时，设计时所依据的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[5](JTJ 023—1985)中规定对缺少实测资料时，对温度梯度仅考虑桥面板升温5℃，与现行规范有明显差距，也是应力储备考虑不足的原因之一。 3.2 桥梁施工原因 (1)混凝土强度偏低：钻芯取样法的测试混凝土强度最低仅为 38.7 MPa，小于设计强度 40.0 MPa，混凝土强度偏低在一定程度上增加了开裂风险。 (2)桥面铺装层偏厚：实测桥面铺装厚度明显大于设计值，从而造成箱梁跨中下缘增加了0.008 MPa左右的拉应力。 (3)其它可能的原因：施工时的预应力张拉不足或存在损失(应力释放结果表明预应力钢束损失约为12%)、混凝土浇注质量差(梁体外观存在大量的蜂窝、露筋、混凝土不平整)。 4 结 论 (1)在设计阶段需采用不同的方法计算，在结构设计计算时采用平面分析，而在施工阶段需采用空间分析验算的结论。必要时采用实体模型对箱梁的底板下缘纵向正应力、顶板下缘横向正应力进行验算[9]。 (2)施工阶段应加强对预应力损失的控制和检测，选择合理的张拉器具、规范张拉工序，做到预应力张拉值和均匀度满足规范要求。 (3)当预应力混凝土箱梁底板较多横向受力裂缝时，说明该桥承载能力下降，应立即采取相应方法对结构进行补强(如粘贴钢板等方法)，进一步提高结构承载能力。 (4)施工阶段要严格按照规范进行施工作业，施工质量的低下是造成该桥裂缝产生的主要原因之一。 参考文献： [1] 公路桥涵养护规范：JTG H11—2004[S].北京：人民交通出版社，2004. [2] 公路桥梁加固设计规范：JGJ/T J22—2008[S].北京：人民交通出版社，2008. [3] 钻芯法检测混凝土强度技术规程：CECSO3：2007[S].北京：人民交通出版社，2008. [4] 北京迈达斯技术有限公司.midas Civil2010分析设计原理手册[M].北京：北京迈达斯技术有限公司. [5] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范：JTJ 023—85[S].北京：人民交通出版社，1985. [6] 公路桥涵设计通用规范：JTJ 021—89[S].北京：人民交通出版社，1989. [7] 公路桥梁承载能力检测评定规程：JTG/T J21—2011[S].北京：人民交通出版社，2010. [8] 朱汗华，陈孟冲，袁赢杰.预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析与防治[M].北京：人民交通出版社，2006. [9] 李增锋，庄一舟，程俊峰，等.横向预应力对装配整体式空心板桥纵向抗裂性能的影响[J].水利与建筑工程学报，2017，15(3)：127-133. [10] 单积明，蔡 飒，伍 静.山区高速公路单向纵坡箱梁桥梁体纵向滑移分析[J].水利与建筑工程学报，2017，15(2)：176-182. [11] 史慧彬.砼桥梁有效预应力检测方法试验研究[D].西安：长安大学，2007. [12] 朱利明，刘 华.三腹板预应力混凝土连续箱梁底板纵向裂缝病害原因分析及对策[J].桥梁建设，2005(S1)：114-116. [13] 叶 俊，吴小军.预应力混凝土连续箱梁跨中横向裂缝原因分析[J].公路交通科技(应用技术版)，2012(12)：243-244. [14] 张兆宁，贺拴海，赵 煜.底板横向裂缝对箱梁强度及刚度影响模拟分析[J].郑州大学学报(工学版)，2011，32(6)：18-21. [15] 谭 竣.预应力混凝土连续箱梁桥的顶板力学性能研究[J].中外公路，2009，29(5)：131-134.
Analysis of Lateral Cracks on the Bottom of Prestressed Concrete Bridge Box Girder WU Jing，MENG Bo (Beijing Construction Engineering Quality Third Test Institute Co.，Ltd.，Beijing 100037，China) Abstract：Due to good mechanical behavior，the prestressed concrete box girder has been applied rapidly in the highspeed bridge interchange project，however because of the complexity of the structure stress and the construction technology，difficult in quality control and other reasons exist in the design and construction，there are a large number of surface cracks in part of the bridge in use，which seriously affect the normal use of the bridge，there is impacts on the bearing capacity of the structure for sure.In this paper a prestressed concrete box girder bridge is taken as an example，based on the strength of materials，pavement layers thickness，prestress loss，bearing capacity evaluation and other aspects of the box girder bottom surface transverse cracks are analyzed to prevent such cracks，improving measures are also proposed which can provide reference for similar engineering. Keywords：highway engineering;prestressed concrete;box girder;transverse crack;load-bearing capacity 中图分类号：U448.21+3 文献标识码：A 文章编号：1672—1144(2018)01—0091—06 DOI：10.3969 /j.issn.1672 - 1144.2018.01.016 收稿日期：2017-08-20 修稿日期：2017-09-27 作者简介：伍 静(1990—)，女，四川雅安人，助理工程师，主要从事桥梁建设及加固设计。E-mail：coolsxim@yeah.net
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