大跨徑預應力混凝土箱梁橋設計中的幾個問題

1、 第 43 卷 第 1期 呂志濤等 大跨徑預應力混凝土箱梁橋設計中的幾個問題 75 5 材料選擇及結(jié)構(gòu)計算問題 目前 ,高強混凝土在大跨度預應力混凝土橋梁中 得到了越來越廣泛的應用 。采用強度等級高的混凝 土 ,抗壓強度提高很快 , 但抗拉強度增加有限 , 強度高 一兩個等級 ,對箱梁抗裂性能的改善影響不大 , 所以 , 選用多少強度等級的混凝土不應由抗裂性能來決定 。 為了大大減小箱梁自重 , 可選擇采用輕質(zhì)高強混凝 土 ,而無需過多地減小截面尺寸 。挪威 11 凝土之外 ,下彎束抵抗主拉應力及斜裂縫的出現(xiàn)是最 為有效的 。 ( 2 由于豎向預應力束較短 , 預應力作用的有效 性得不到保障

2、, 鑒于豎向預應力束存在的問題 、 跨中 區(qū)域剪力較小且梁高較小 , 該區(qū)域的豎向預應力更不 應設置 。 ( 3 分析結(jié)果表明 , 豎向預應力損失對腹板主拉 應力影響很大 , 一旦豎向預應力損失過大 , 其混凝土 承受的主拉應力則會相應增加 , 從而導致腹板斜裂縫 的出現(xiàn) 。因此 , 在豎向預應力設計和施工中 , 要充分 考慮到各項損失的存在和影響 , 應特別加強施工質(zhì)量 的管理 。 ( 4 應充分認識到箱梁受剪抗裂性與抗剪承載力 的區(qū)別 ,多配箍筋的做法對提高抗剪承載力有利 , 但 并不能防止腹板斜裂縫的出現(xiàn) 。它反而增加了施工 難度 ,又削弱了混凝土截面和質(zhì)量 。而合理的增大腹 板厚度 ,

3、既能有效地改善箱梁的抗裂性能 , 又能提高 抗剪承載力 。 ( 5 箱梁開裂和變形常常是“ 并發(fā)癥 ” , 混凝土開 裂后 ,薄腹箱梁的剪切變形及斜裂縫對長期撓度的影 響會很大 。箱梁裂縫和變形的耦合效應以及開裂后 的箱梁結(jié)構(gòu)時效行為還需進一步的深入研究 。 ( 6 輕質(zhì)混凝土的采用可大大減小箱梁自重 , 而 無需過多地減小截面尺寸 , 況且 , 尤其是減小腹板截 面尺寸 ,對橋梁的抗裂和撓度的不利影響是十分直接 的 。輕質(zhì)混凝土在國外幾座大跨徑預應力混凝土箱 梁橋中已得到成功應用 , 這可為我國橋梁界研究和 借鑒 。 參 考 文 獻 1 詹建輝 , 陳卉 . 特大跨度連續(xù)剛構(gòu)主梁下?lián)霞跋淞毫?/p>

4、 有幾座大跨 徑預應力混凝土梁橋采用了輕質(zhì)高強混凝土 ,如 1998 年建成的 Raft Sundet連續(xù)剛構(gòu)橋 , 跨徑布置為 86m + 202m + 298m + 125m , 其主梁采用了 C60、 C65 高強混 凝土 ,主跨 298m 的中部 224m 卻采用了輕質(zhì)混凝土 ; 又 如 跨 徑 布 置 為 100m + 220m + 100m 的 Stovset B ridge,主跨的中部 146m 采用了 C55 的輕質(zhì)混凝土 ; 再如 ,主跨跨徑達到 301m 的 Stolm a B ridge,中部 186m 采用了 C60 的輕質(zhì)混凝土 。這些都值得我們研究和 借鑒 。采用輕

5、質(zhì)混凝土 , 顯然比通過減小頂?shù)装寤蚋?板厚度達到結(jié)構(gòu)輕型化 , 更顯得有效 。所以 , 輕質(zhì)高 強也是未來大跨徑梁橋所采用混凝土材料應重視的 發(fā)展方向 。 混凝土收縮徐變及其變異程度對橋梁運營期的 內(nèi)力和變形影響很大 。選用混凝土時 , 應盡量配制收 縮值和徐變系數(shù)較小的混凝土 , 并嚴格控制混凝土澆 筑質(zhì)量 ,以減小收縮徐變對橋梁的長期影響 ?；炷?收縮徐變的變異 、 預應力損失變異及溫度作用變異等 可能會使橋梁的真實狀況超出設計者的預期 , 嚴重 地 ,就出現(xiàn)上述的常見病害 ,這時可以設置備用束 (體 內(nèi)束或體外束 ,或者兩者并用 ,通過運營期內(nèi)定期檢 測 ,在必要時張拉備用鋼束 ,

6、實現(xiàn)對橋梁內(nèi)力及變形 狀態(tài)的控制 。因此 , 在蘇通大橋連續(xù)剛構(gòu)的設計中 , 預留了 3 對中跨合攏束 ,預期成橋 1 年后進行張拉 ,以 期改善橋梁的運營后的內(nèi)力和變形狀況 。 另外 ,在大跨度預應力混凝土梁橋設計中 , 一般 采用平面桿系軟件來分析結(jié)構(gòu)的整體受力性能 , 忽略 了局部效應 。例如上述的縱向預應力盲區(qū)無法反映 , 且豎向預應力作用也存在盲區(qū) , 處于盲區(qū)的腹板很有 可能主拉應力超限 ,存在開裂的隱患 。 縫成因分析 J . 中外公路 , 2005, 25 (1 : 56 2 58 2 馬健 . 三門峽黃河公路大橋的主橋加 固 J . 公路 , 2004, ( 6 : 62 2

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9、f W uhan 土箱梁橋的工程實踐看出 , 下彎束的取消是導致腹板 斜裂縫出現(xiàn)的原因之一 。分析結(jié)果表明 , 除了截面混 76 University of Technology: Transportation 土 木 工 程 學 報 Science & 2010 年 計規(guī)范 S . 北京 : 人 民交通 出 版 社 , 2004 ( JTG D62 2 2004 Code for design of highway reinforced concrete and p restressed concrete bridges and culverts S . Beijing: China Com

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