变截面箱梁底板崩裂原因浅析及建议 Ｔｈｅ Ｃａｕｓｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒａｃｋ ｉｎ Ｃｈａｎｇｅａｂｌｅ－Ｓｅｃｔｉｏｎ— Ｂｏｘ－Ｇｉｒｄｅｒ Ｂｏｔｔｏｍ Ｂｏａｒｄ 陈惠军陈龙Ｃｈｅｎ Ｈｕｉｊｕｎ Ｃｈｅｎ Ｌｏｎｇ Ｈ０ －ＨＩ ：—摘要：什 座 睡箱 并Ｈ 目 板预 其 束 凝土变截面连续箱粱．主粱为单箱单室截面． 箱粱高度、底板厚度均按二次抛物线变化，梁 ｉ—＋Ｈｌ （１） ｝ 雇 施Ｉ自 挺 一些 的 议・ 高变化为６Ｏｍ ２ ８ｍ，顶板厚０ ２８ｍ．底板厚 ０８（￣－－０ ２８ｍ．底板宽５ ５ｍ，】页板宽１ Ｄｍ 曲线一阶导数为 ：２ 盟 Ｉ： （２） 键谢： 蕺Ⅲ．箱 ｔｐ嘲舟类 ：ＴＵ３７８ ２ 文献杯淑码：Ｂ 板 裂．等 载 悬浇连续粱混凝土采用Ｃ５０。桥面宽度：净 ９ｍ＋２ｘ０Ｓｍ．桥面全宽１。ｍ。此桥在底板预 应力束张拉时梁底板出现顺桥向裂缝，边跨与 二阶导数为 ＝ （３） 中跨底板混凝土脱空和崩裂（如图１、２） 文驻响 ：１００８ ０４２２（２０１０）０７ ０１６８—０２ 则曲率半径为： 月： （４） 大跨径预应力混凝土连续粱桥ｆ刚构ｌ在 外荷载和自重作用Ｔ．支点截面搏出现较大的 负弯矩，从绝对值来看 支点蕺面的负弯矩犬 于跨中截面的正弯矩．而且大跨连续粱宜选用 悬臂法施工．而变截面粱既能符合连续梁的内 力分布规律又与施工的内力状态相嘞台。变截 面粱变化规律通常采用二次抛物线” ．鉴千此 类桥受力台理等忧点 在跨缝、跨河桥中得到 广泛的应用 但由于种种原因．国内近年多座 在建的连续（刚构）架桥底板发生了崩裂’ 本文针对桥梁施工过程底板出现裂缝与崩裂的 １引言 墓 因探析 ｆ．）从设计中看，箱梁粱高的变化一 般为抛物线变化，抛物线次方通常选在 １ ５—２．０之间。对于某一跨径．当根部和跨中梁 ｙＩ 均布力ｑ导致底板横向挠曲．底板横向跨 中受正弯矩、两端由于馥板弹性嵌周而受负弯 矩作用。箱宽愈大 这种效应愈显著。截面拉应力超出混程土抗裂 能力，则导致纵向开裂。 高确定后．抛物线攻方愈大，跨中地带的粱高 变化愈缓慢．梁底曲线的曲率半径就愈大．那 么，张拉束产生的向下崩力也齄愈小。因此． 当其它参数确定后 底板设多层预应力束时，也必须考虑上层 束径向力的影响。在未压浆前．下层柬张拉后 钢束紧接下缘，管道上侧有空隙：再张拉上层 束时．如下采取适当措施．上下管道间的涅凝 状况．分析了其发生的机理．从设计施工等角 度提出了几点看法，希望对此类桥底板预应力 底板在径向力作用下的横向挠曲（图３） 可以按单位长度箱梁横向框架计算或空间计算 来分析（国４） 粱底固有曲线产生的径向力 土有可能被剪裂。目此管道问必须保持一定的 间距，采职构造措施。如果必须将底板上下层 弯束布设得很靠近，那就必须提出工艺要求． 在下层束压浆并达到一定强度后 才能张拉上 层束。 ｑ＝Ｆ／Ｒ［３】．其中Ｆ为钢束张拉力，Ｒ为钢柬管 道的曲宰半径 以应用最广的二次抛物线变化 至瓣 ．．咂 规律为倒．假设梁底曲线长度为Ｌ．支点粱高 （２）桥粱整体应力计算计算时一般采用成 熟的平面杆系有限元程序计算未能考虑预应 为Ｈ０．跨中梁高为，则有箱梁高抛物线方程： 图＿－箱梁底板脱空 目２－箱梁底板崩裂 ； 雪 言 嚣 ＿ 陈龙” 图６－底板崩裂 朱 目 的作用．选取在关心节段左截面约束该面节点 的所有自由度．即按同结处理，如不按同结处理， 在奇限元中将非常棘手。关心节段的右截面施 ｑ ｇ 加面葡载，由于混凝土所用的是ｓｏｉｄｌ６５实体单 元，所以该面荷载由考虑纵向预应力及结构自 重．根据平面杆幕有限元分析所得的关心节段 右截面的内力 Ｌ一 旦 一 图４一横向挠曲计算简目 （２）在束的两侧加设平衡钢筋 ．把径向 力恃递到上层钢筋，由全底板分担如图５ （３）在崩裂 ，箱梁内增设加劲肋．使箱 梁底板厚度增加．并可以在加劲肋内增设昔通 钢筋的箍筋 有效防止张拉时的下崩力。 在浇筑 如有改变 囤７一粘贴钢板加固箱粱底板 （Ｓ）在崩裂Ｅ（图６）粘贴钢板加固箱粱 底板如图７。 ５结论 （Ｉ）充分考虑底板径向力的作用，根据计 算配置普通钢筋ｏ 图５－底板钢柬配箍筋 （２）底板预应力最好布置戚单排，防止受 力复杂化．预应力钢筋布置尽量靠近腹板，减 力的张拉引起预应力束 胀印泊松效应。混凝土 ３ ２施工方面原因 （３）跨中有条件可以加设一定数量的横向 浇 （ｉ）施工时预应 加劲肋．在加劲肋中布设勾筋使底板上缘和下 缘的钢筋联结为一体 （４）加强施工过程质量控制，密切关注底 板应力的变化， 参考文献： 将产生横向膨胀ｆ即横向拉应变１。重庆变通学 院 曾在试验室做过３０ｍ跨径预应力混凝土 足尺薄壁箱粱的试验。试验结果显示按匀质截 面计算得到横向拉应变远小于实测值，约为上 筑混凝土后管道下弯，有时固施工人员疏忽． 将管道踏弯．形成渡状。钢束管道定位不准确。 没有按设计给出的线形布设导致钢束线形不是 光滑曲线，有转角，一旦张拉，在转角处产生 表面横向拉应变实测值的５ｏ％・说明在底板中 设置后期预应力柬．颈应力柬附近混凝土横向 集中力．在底板横向产生挠曲，使底板局部脱落 （２）张拉后期束时，混凝土强度还没有达 到张拉要求就开始张拉，由于底板混凝土抗拉 拉应变的局部效应十分明显，其实测峰值高达 理论计算值的２■倍．这种现象在通常的设计 中没有被重视。 …范立础蓣应力混凝土连续粱桥【Ｍ】北 京：人民空通出版社，１９８８ 冯鹏程 吴游宇．等连续刚构桥底板 应力不足，如果是双层力簖张拉，发生底板崩 裂的几率更大 崩裂事故的评析Ⅲ世界桥梁．２００６．（１）： ６６－６９ （３）在对箱粱剪力滞效应 重视的同时， 过分集中布置预应力束．如果设计预应力度过 与腥板邻近部位应力 （３）设计中的勾筋被施工成了架立筋 钢柬张拉时 ，不 园Ｊ彘 板厚度不足， 出现局部剪出 即崩出 【 刘效尧等桥梁损伤诊断＿Ｍ】北京 人 Ｒ交通出版社，２。。２ （４）设计中边跨及跨中粱高较小，预应力 管道布置偏下，又单纯强调充分发挥颓应力束 于是保护层过薄． 导致底板大面积 混凝土崩裂。跨中梁高相对较矮．台龙束也就 用得偏多，对底板承受向下的崩力不利 设计 时又可能没有考虑施工时预应力管道定位的误 差 鞣 作施工整傩分析 孺 ，【４】周锐．周志祥，邵小康等预应力混凝 土薄壁箱梁破坏形态研究【Ｊｊ重庆交通学院学 报，２０３５，（Ｉ讲：１－４ 陋】张±锋箱形薄壁粱剪力滞效应［Ｍ］北 京：人民室通出版社．１９９８ 王文涛剐构一连续组合粱桥【Ｍ】北京． 人民交通出版社．１９９７ 力筋和普通钢筋，在空间有限元模型中 箱粱 顶板、腹板、底板完全采用设计图尺寸 由于 有限元模型模拟成桥后期箱梁的受力状态 因 之间的滑穆 钢绞 ７叶见皤结构设计原理【Ｍ］北京：人 民交通出版社．２０Ｏ５