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。1996年7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(年) | 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 |
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