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大跨度梁式橋常見病害

2010-06-23　來源：中國橋梁網

1、概述

大跨度梁式橋具有造價相對較低、施工簡易快捷、建筑高度小，適應能力強、維護費用少等優(yōu)點，在我國公路建設中得到越來越廣泛的應用，成為200m跨徑以內的主力橋型。然而，近年來主跨的持續(xù)下撓、腹板斜裂縫、底板裂縫等病害現象不斷出現，已成為困擾國內外同類橋型設計、施工及養(yǎng)護的主要問題?？缰邢聯贤c梁體跨中段橫向裂縫或大量腹板斜裂縫伴隨出現，其下撓可達到相當大的數值，造成嚴重病害。

由于跨中下撓會進一步加劇箱梁底板腹板開裂，而箱梁梁體裂縫增多使結構剛度降低，進一步加劇了跨中下撓，這兩者互相影響形成了惡性循環(huán)。造成這些病害的原因十分復雜，從設計施工到運營養(yǎng)護管理等各個方面都存在著導致問題出現的因素。目前由于其成因的多樣性和復雜性，其因素之間相互作用的機理尚未明確。

2、跨中持續(xù)下撓

運營階段所產生的持續(xù)下撓主要是由于預應力損失和混凝土收縮、徐變估計不足，嚴重時甚至會發(fā)生跨橋。如科羅·巴島（Koror-Babeldaob）橋是一座跨中帶鉸的3跨連續(xù)預應力混凝土剛架橋，其跨徑組合為72m+241m+72m，是當時世界上同類橋梁中跨徑最大者。1978年建成通車，通車后不久就產生了較大的撓度，到1990年，其撓度達到1.2m。后來采用體外索施加預應力，使主跨中央撓度減小。1996年7月加固結束，加固處理后不到3個月就發(fā)生了倒塌事故。

科羅·巴島橋倒塌事故

國內的虎門大橋輔航道橋跨中下撓，2002年已達到22cm，與此同時跨中存在一些橫向裂縫及主拉應力斜裂縫。此下撓值已遠遠超過原設計預留值10cm。最近由于橫向裂縫朝腹板發(fā)展，下撓值又增大到26cm。下表列出了國內外典型連續(xù)剛構橋長期變形。

國內外典型連續(xù)鋼構橋長期變形表

橋名	屬國	竣工年	使用時間（年）	主跨（m）	下撓量（mm）
Stolma	挪威	1998	3	301	92
Stovset	挪威	1993	8	220	200
Parrotts	美國	1973	12	195	635
廣東省南海金沙大橋	中國	1994	6	120	220
三門峽黃河公路大橋	中國	1992	10	140	220
虎門大橋輔航道橋	中國	1997	5	270	220
黃石長江大橋	中國	1995	7	245	320

湖北鐘祥漢江大橋跨徑布置為65m+3×100m+65m，五跨連續(xù)箱梁橋，于1993年11月通車。因下撓和開裂等嚴重病害，運行僅10年便成為“危橋”，在2005年9月不得不拆除重建。下圖為12月18日拍攝的鐘祥漢江大橋，其主橋橋面部分箱梁已被切割運走，大橋橋面變成了數段。

鐘祥漢江大橋拆除現場

3、梁體開裂

在施工過程中，裂縫的產生主要是由于不同齡期混凝土收縮或構造不合理產生。由于各個構件混凝土澆注時間不同，早期澆注的混凝土將對新澆注混凝土的收縮產生約束從而引起裂縫。這類裂縫一般有以下幾種：1、墩身與承臺交界處的豎向裂縫；2、1號塊與0號塊之間接縫附近的縱橋向裂縫（主要在頂底板）；3、腹板分層澆筑接合面處豎向接縫；4、人孔附近等。預應力布置不合理或者施工偏差造成的裂縫主要有：1、頂板橫向裂縫；2、預應力錨頭附近的裂縫；3、曲線底板的分層劈裂等。

預應力混凝土底板分層壓潰

運營階段所產生的裂縫主要有頂板縱向裂縫、腹板斜向裂縫、底板橫向裂縫和底板縱向裂縫等。如廣東南海金沙大橋運營6年后，檢查發(fā)現主跨跨中撓度達22cm，主跨箱梁腹板有大量斜裂縫，最大裂縫寬度1.15mm；黃石長江公路大橋通車七年后，于2002年5月對大橋進行了檢測，發(fā)現嚴重的病害，箱梁裂縫檢出2438條，其中1957條分布在箱梁腹板內表面上（占80.3%），384條分布在腹板外表面上（占15.8%），87條分布在箱梁底板上（占3.6%）。

黃石長江大橋

黃石長江大橋腹板裂縫示意圖

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