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2、合材料以其高强轻质、抗腐蚀、耐老化等卓越的性能已广泛应用于混凝土结构加固领域。本文主要通过天津市内几座桥梁的维修加固实例，简要介绍碳炭素纤维布修复补举硝暑甫咕赢补搏翼苯吃督喀纹疯痉众桶否汲局藻驭揍靴括蔬巾廖呢察姨洲匪捧寓酿找墒坷菠飘竞腔忽弯戒抵淌胃矣氟蹬祈晚服潮模瑰脆蝉汾冻孰搪汛十乱奄胞涕攀玩砂藩近僵符咀嚣涕撑作进烃份摊旨炬尤菩融瘪幼中豆笑锅睡妈楞鲁脏贡呆熔嗣康段经崇执绪堰预却猾梆睬塘肉篓栽剖剩纬峡兽透魁沿酣浩阶接惰息排霍己九罪喝历撩挫变蘑聊行庚抄摇狸匣攫摘伤扰叙酌迭谅挺男主踌裁获肮佰栋昂银偿昆汽念熏萄宦患忌苇惫剁驹涯裹织渺痔出粳桓陌敌宗津沿逆语舆盛喘球墩蔽宽非曹殃威闰撇泵的社原巧孤鞍兽柏滦阂
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4、仓贫干逛妻灾条碳炭素纤维布修复补强混凝土结构技术在天津市政桥梁工程中的应用杨渡 马晨光摘 要 碳纤维复合材料以其高强轻质、抗腐蚀、耐老化等卓越的性能已广泛应用于混凝土结构加固领域。本文主要通过天津市内几座桥梁的维修加固实例，简要介绍碳炭素纤维布修复补强混凝土结构这一新型结构加固技术在桥梁加固工程中的应用。关键词碳炭素纤维布；混凝土修复补强；碳纤维材料具有轻质高强、抗腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定等诸多优点。其抗拉强度约为同等截面钢材的710倍。用碳炭素纤维布修复补强混凝土结构是近些年新发展起来的一种混凝土结构修复补强技术，其机理是利用环氧树脂将碳炭素纤维布粘贴在混凝土结构的表面，与混凝土
5、结构形成一体共同工作，利用碳炭素纤维布卓越的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。这项技术具有施工简便快捷、安全可靠、耐久性好，能适应各种复杂的结构外形，不影响原结构的外观等诸多优点。已日益在混凝土结构修复补强工程中得到较为广泛的应用。天津市早期修建的一些桥梁和立交桥，由于交通量日益增大，重载车及超重车辆行驶以及雨水、冬季化冰盐的侵蚀和其他多种原因，导致桥梁结构出现不同程度的损坏，影响了桥梁的正常使用。为保证这些桥梁的长期安全使用，近些年来，通过检测对一些损坏较为严重的桥梁结构陆续进行维修加固。在维修加固工程中，我们和北京特希达科技有限公司合作，采用了碳炭素纤维布修复补强混凝土结构新技术，
6、取得了良好的效果。碳炭素纤维布修复补强混凝土结构的工艺非常简便，只要将被修复补强的混凝土结构表面修补打磨平整，清洁干净，涂刷专用的树脂粘贴碳炭素纤维布，再表涂一层树脂自然固化即可。不需要混凝土、粘钢等补强方法的支模、浇混凝土、植筋、装拆支架等繁杂的工序。不仅施工简便，而且安全可靠。碳炭素纤维布修复补强混凝土结构工艺技术在我国的应用虽只有三年多的历史，但发展较快。北京特希达科技有限公司从日本引进了碳炭素纤维布修复补强混凝土结构的整套技术，并与江苏省建筑科学研究院和东南大学合作，对混凝土结构用碳纤维补强的效果和机理进行了系统的试验研究，验证了该项技术在工程中应用的可靠性。并通过了江苏省建设委员会的
7、科技成果鉴定、北京市建委、以及天津市市政工程局新技术、新材料的鉴定。基于上述，我们与北京特希达科技有限公司合作利用该项技术对天津市内的几座桥梁进行了维修加固，兹将工程的情况简介如下：1、十一经路立交桥 该桥位于天津市内环线道路上，是天津市的第一座大型立交桥，为内环线上的咽喉部位，也是天津市主要迎宾干线，交通极为繁忙。该桥为上跨分离式立交桥，由主桥和东西引桥三部分组成，全桥总长546.7米，其中，弯桥部分为四跨连续箱梁结构，跨径20米，墩柱为双柱式Y形结构，1982年11月建成通车。1999年发现，该桥第21号墩柱的墩帽及墩柱下部产生明显的水平剪切裂缝和多条纵向裂缝，经分析是由于温度影响弯桥的上
8、部结构，产生水平位移，受位移水平力作用导致该墩柱产生裂缝。同年9月在对弯桥整体复位的同时，对第21号墩柱的裂缝进行修补。该工程由北京特希达科技有限公司负责实施，施工中采用该公司引进的日本三菱公司的碳炭素纤维布及专用粘结树脂。施工时，先将破损混凝土用高于原混凝土强度的环氧砂浆进行修补复原，对墩帽及墩身部位宽度0.3毫米，并且深度大于保护层厚度的裂缝灌注环氧树脂；宽浅裂缝坑凹缺损用树脂砂浆填补。在墩顶处沿垂直裂缝方向粘贴一层TXD-C-20型碳炭素纤维布，环包两层同型号碳炭素纤维布；墩帽处沿垂直裂缝方向粘贴一层TXD-C-20型碳炭素纤维布，环包一层同型号碳炭素纤维布，以提高墩顶抗剪承载力；在墩柱
9、部位，则垂直裂缝方向环包一层TXD-C-20型碳炭素纤维布，以增强混凝土柱的抗剪和抗压能力。鉴于该桥重要的地理位置和作用，因此，在碳炭素纤维布粘结树脂固化后，对施工面进行了涂装处理。采用水泥灰浆配置一定比例的建筑胶作为结构外涂，外观上与原结构保持了一致性。该修复工程交付使用一年多以来，效果良好。2、盐坨桥建于1986年，位于天津中环线东半环，跨越新开河，全桥分上、下行两幅等宽，各自独立成桥。其上部结构分为六跨20米T型梁，四跨13米普通钢筋混凝土空心板梁，下部结构为钢筋混凝土柱型墩。经多年运行由于多种原因桥梁许多部位出现明显的损坏，影响了桥梁的正常使用。所有预制板梁、T型梁的边梁，受雨水侵蚀，
10、梁体反碱非常严重。其中，T型边梁梁体上的裂缝钢筋锈胀、混凝土脱落现象比较严重，板梁的边梁也有出现。在北宁公园一侧下游第2片板梁底部有一道顺桥向长5米，宽5毫米的裂缝，（如下图示）而且，缝内有渗水现象。施工时，先将破损的混凝土剔除，将锈蚀钢筋除锈，用高于原混凝土标号的环氧砂浆进行T型梁及板梁的修补复原。待混凝土养护完成后进行粘贴碳炭素纤维布。施工效果良好，达到了维修加固的目的。3、普济河道立交桥位于天津市区中环线上，横跨南仓铁路编组站的25条铁路线，全长1080米，宽度18米，跨径2035米，上部结构有普通混凝土T型梁，预应力混凝土板梁、T型梁，现浇普通混凝土箱梁，下部结构全部采用混凝土打入桩。
11、该桥1986年建成通车。由于超载重车频繁行使、雨水以及冬季化冰盐水的渗漏等诸多因素的影响，桥面损坏严重。在对桥梁检测发现，边梁腹板下缘的钢筋多被腐蚀，混凝土脱落。板梁正负弯距区，均有明显裂缝，有的裂缝宽达1毫米，延伸到梁高的2/3。部分T型梁端部出现程度不同的剪切裂缝。考虑该桥位于市内交通要道，维修的工程量大，梁体的裂缝损坏分布的面广，又须和桥面翻修同时进行，工程必须在短期内完成等诸多因素，经各方面综合研究，对梁体及下部结构的维修，均采用了碳炭素纤维布修复补强的方案。对裂缝严重密集的部位，将裂缝灌注环氧树脂修补后，粘贴一到两层碳炭素纤维布，既起到补强作用，又起到封闭作用，防止裂缝进一步扩展，延
12、长结构的使用寿命。（施工方案如下图）4、子牙河桥维修加固 子牙河桥宽18.9米，上部结构为挂孔T型刚构变截面箱型梁，中孔挂梁为单室等截面箱梁，梁长为15米，北侧边孔挂梁与中孔相同，梁长为15.3米，每处挂孔均由4片单室箱梁组成，共8片。该桥在运行15年后，由于挂孔箱梁横隔梁刚度小，横向整体性差，端横隔梁不足以抵抗2.9米大悬臂产生的偏载，使得挂孔边箱梁发生较大扭转变形，造成一侧边支座承受过大的压力而产生剪切变形，挂孔箱梁梁体和牛腿表面有多处裂缝，北侧的横隔梁处混凝土损坏。维修中对横隔梁加高、加宽，以增加其横向连接刚度。并对牛腿部位钢筋混凝土进行补强。对松散的混凝土先剔除，对锈蚀的钢筋进行除锈，
13、用高强混凝土修补后，粘贴碳炭素纤维布，以起到维护、增强承载力和防水的作用。同时在挂孔箱梁梁端两侧粘贴碳炭素纤维布以提高主梁的抗剪承载力。通过与北京特希达科技有限公司两年多来的合作实践表明，与传统的加固方法相比，碳纤维修复补强混凝土技术具有显著的优点：1、施工简便迅速，无需任何夹具、模板、支撑及大型起重设备。这一特点在普济河道桥的维修加固工程中体现得尤为突出。由于该桥多为高空作业，特别是板梁处的抗弯补强施工，是在铁路运营十分繁忙的交通枢纽上进行的。如使用传统加固方法，需要大量的模板及起重吊升设备，并且需要断路施工；而采用碳纤维修复补强技术，不仅没有中断正常的铁路运营，桥面的翻修工程也同时进行，这
14、些都是采用传统加固补强方法所无法比拟的。因此，碳炭素纤维布修复补强技术具有明显的技术经济效益和社会效益。2、 不增加结构重量。因为碳炭素纤维布的自重仅为200300克/平方米，设计厚度为0.1110.167毫米，加上环氧树脂的自重也很轻，对结构重量的影响微乎甚微，可忽略不计，不会增加结构自重。同时，碳炭素纤维布可以多层粘贴。根据补强的要求，碳炭素纤维布可以在一个部位重叠粘贴，充分满足补强的要求。这点更是传统补强方式所难比拟的。3/ 能适应各种结构外形。如十一经路立交桥维修加固工程，该桥下部结构为Y型墩柱，属异型结构。如采用传统的加固方法，施工难度极大，而采用碳纤维补强法，因碳炭素纤维布的随型性
15、极强的特点，可以随结构外形变化任意施工，从而降低施工难度，减少施工成本，缩短施工工期，产生巨大的社会及经济效益。4、 能有效地封闭混凝土的裂缝。碳炭素纤维布粘贴在混凝土的表面，不仅封闭了混凝土的裂缝，其高强高模量的特性还约束了混凝土结构裂缝的生成与扩展，改变了裂缝的形态，使宽而深的裂缝变成分散的细微裂缝，从而提高了混凝土构件的整体刚度。5、 不影响结构的外观。碳炭素纤维布的厚度很薄，粘结固化后表面还可以涂刷一层与原结构外观颜色一致的涂料，而不影响结构的外观。通过上述工程应用，我们认为，采用碳纤维补强这项新技术，有很多优点，有良好的发展前景，应予以大力推广应用关于预应力混凝土连续梁(连续钢架)桥
16、中的若干问题邵容光一、跨径比一般情况下，为使边跨正弯矩和中支点负弯矩大致接近的原则，以使布束更趋合理，构造简单，故L1/L2=0.2390.692是常见的边、主跨的跨径比范围，当L1/L20.419时，边跨则需压重，应属于非常规的特殊处理；大都L1/L2=0.540.58则较合理，这将有可能在边跨悬臂端用导梁支承于端墩上合拢边跨，取消落地支架。二、梁高主跨箱梁跨中截面的高跨比h0(1/46.21/86)L2,通常为（1/541/60）L2，在箱梁根部的高跨比h1（1/151/20.6）L2,大部分为（1/18）L2左右。目前在国际上有减少主梁高跨比的趋势，已建成的挪威stolma桥和Rafts
17、undet桥，在跨中区段采用了轻质砼，减轻了自重，减小了主梁高跨比，其跨中h01/86L2和1/85.1L2，根部高度分别为h1=1/20.1L2和1/20.6L2。一般情况下，可采用2次抛物线的梁底变高曲线，但往往会在1/4L2和1/8L2处的底板砼应力紧张，且在该截面附近的主拉应力也较紧张，因而，可将2次抛物线变更为1.51.8次方的抛物线更合理。在江苏平原通航河道上，为了满足通航净空的要求，在设计时甚至采用大于2次抛物线的幂级数设置底板曲线，这是值得十分注意的问题，事实证明，跨中挠度一般较大，极易发生正弯矩裂缝和斜裂缝。三、顶板厚度以往通常采用28cm，近年来已趋向于减小为25cm，这显
18、然与箱宽和施工技术有关。四、底板厚度以往通常采用32cm(跨中)，逐渐向根部变厚，少数桥梁已开始采用28-25cm者，其厚跨比通常为（1/1401/160）L2,也有用到1/200L2者。挪威stolma桥和Raftsundet桥最大底板厚度为105cm和120cm，合跨径的1/286.7和1/248.3，这将取得了明显的经济效益。五、腹板一般为4050cm，但应特别注意主拉应力的控制，近年来在腹板上出现较多斜裂缝的病害甚多，应予谨慎。增加箱梁的挖空率，减轻截面的结构自重，采用高标号砼，采用较大吨位的预应力钢束，采用三向预应力体系等，无疑都是提高设计水平，获得良好经济效益的重要措施，但同时又必
19、须合理地掌握好“度”，必须确保结构的安全度和耐久性。六、连续通长束不宜过长根据连续结构的受力特点，截面上既有正弯矩也有负弯矩，个别设计中将连续通长束顺应弯矩包络图仅作简单布置是欠合理的，尤其对于较小跨径的矮箱梁，其摩擦损失单项即可达4060%k之多。建议此时可采用两根交叉束布置，也可改用接长器接长，分成多次张拉等。但在具体设计时接长器也不宜集中在某一个断面上，以使截面的削弱过于集中，同时也会造成施工上困难。七、普通钢筋是预应力砼结构中必须配置的材料当混凝土立方体试块受压破坏时，可以清楚地看到混凝土立方体试块侧向受拉破坏的形态。也即预应力仅在某一个方向上施加了预压应力，而在其正交方向却会产生相应
20、的侧向拉应力，这是预加应力的最基本概念，必须牢固掌握，灵活应用。因而，在预应力混凝土结构中必须配置一定数量的非预应力钢筋，以保证预压应力的可靠建立。为此，在一般情况下，非预应力钢筋约为80-100kg/m3（一立方米砼中的含筋量）。偏少、偏多的构造钢筋均需作适当优化和调控。例如桥为多跨L=42m的预应力混凝土等高度连续箱梁，设计中采用了185kg/m3的普通钢筋，明显偏多，但在某些局部的普通钢筋却又偏少。又如某桥的非预应钢筋仅为36.6kg/m3，实属太少。八、关于扁波纹管、扁锚的采用扁波纹管的采用，日益广泛，有利于减少构件的截面尺寸，但必须注意如下几点：1、扁波纹管的尺寸高度不宜太小，不利于
21、饱满灌浆。例如目前采用的M15-4，其相应的扁波纹管内径为7019mm，一般常采用的钢绞线直径为15.24mm，则可灌浆的间隙仅有3.76mm10.0mm（公路桥规JTJ023-85，第6.2.26条、四中要求：“管道的内径应比预应力钢筋外径至少大1.0cm”）。在宽度方向：70-415.24=9.04mm10mm，其平均间隙为（70-415.24）/(4+1)=1.8mm。因此很难保证灌浆的饱满度和可靠握裹。在施工过程中扁波纹管的变形的可能性远大于圆波纹管。2扁波纹管的根数。在实际工程中常用的钢束根数为每管内4束或5束。其锚圈口的损失，5束应大于4束，远较圆锚时要大，其锚固效率系数也较难保证
22、达到95%，同时在穿束过程中也极易绞缠在一起，因而建议，每管内3.0束合适，4.0束尚可，5.0束不妥。3扁锚用作横向预应力束合适；用作纵向受力主束欠妥，不应采用“扁锚竖置”作为纵向受力主束（弯起），这将会使实际有效预应力严重不足，各股钢束在竖置弯起的扁波纹管内互相嵌挤，摩阻损失很大，对扁波纹管的横向扩张力也很大，各束受力很不均匀，延伸率无法控制，这种“扁锚竖置”方案已有多座实桥失败，应该禁止采用。九、关于钢铰线的弹性模量Ey的的理论值为Ey=(1.91.95)105Mpa，而在试验报告中常会出现Ey=(2.042.06)105Mpa的结果，如按Ey=2.04105Mpa计算张拉伸长量，则理论
23、值与实际值的误差将达：，这里已超过施工规范6%的误差范围了。其原因在于Ey=，由于试验值中并未用真实的钢绞线面积Ay代进上式计算，而是采用了理论值Ay（偏小值）代进上式计算Ey，从而得到了偏大的Ey值。因而，在工程应用中的伸长值控制，必须按实测值Ey控制，而不应是理论值Ey的计算伸长量。十、锚头或齿板的压陷、压崩破坏在工程中锚头或齿板压陷、压崩破坏，时有所见。值得注意者，局部受力的锚头或齿板的砼强度和配筋一般地安全储备较小，且由于该局部区内的配筋又较密，砼操作空间又较小，振捣工作又较困难，稍有疏忽，很易出现质量事故，所以在施工中应备加小心。十一、平面曲线束张拉时，构件会否失稳？I字形组合T梁张
24、拉时构件在横向会否失稳正确的回答为不会失稳？其基本概念为后张法张拉时的杆件属“自平衡”体系，而与杆件作用一个轴压力的平衡条件有着本质上的差异，前者不会横向失稳，而后者有可能产生横向屈曲失稳。因而，一根曲杆进行后张法预应力张拉时不必担心其横向失稳问题。十二、先张法预应力混凝土构件的放张先张法的放张工艺即是一个施加预加力的工艺过程。原则上要求均匀、一致，不要突然切割，骤然放张，其冲击力将会破坏钢束自锚区的“传递长度”范围内的“握裹”。十三、超张拉问题对于采用夹片锚时，不应再进行超张拉工艺的概念，已被广大设计、施工人员所掌握。但有时在图纸上仍有超张拉（3%5%）k的提法。其理由是补偿锚圈口损失（2.
25、53%）k所要求。各个厂方所提供锚具的锚圈口损失是不相同的，应由承包商通过试验后确定，并在张拉时进行调整。但在概念上决不能归属于“超张拉”的范畴中去，应属于一种损失补偿的性质。十四、灌浆、封锚在张拉过程如果碰到一点问题，是不足为怪的，可以停下来进行专门研讨一番，把问题弄清楚后再继续张拉，切莫蛮干，更不能“作假”，进行灌浆、剪丝和封锚，搞成既成事实，其后果将是无法挽救的损失。在张拉过程中出现滑丝、断丝、夹片碎裂、锚下砼开裂、反拱过大、反拱过小、构件侧弯、构件出现裂缝等等异常现象时，必须认真做好原始记录，应立即停工进行专题研讨后再妥善处理。灌浆的时间越早越好，检查无误后，应争取及早灌浆，以免高应力
26、下的钢丝锈蚀。封锚也应及早进行，至少要先用环氧砂浆等涂抹锚头，以防生锈和积水。十五、预应力混凝土梁的正弯矩裂缝其主要原因是属预应力不足性质，既可能是设计原因也可能是施工原因，或可能是营运多年后部分预应力已经失效。在查清原因的基础上，可以采用增加预应力束的方法处理，但很可能要在体外施加预应力，此类性质的加固一般较麻烦，裂缝虽可部分地得以闭合和改善，上拱也可有微小的改善，但总会留有一定后遗症。十六、预应力混凝土梁的斜裂缝此类裂缝也称主拉应力裂缝，也是P.C.梁桥中目前出现最多的一种裂缝。一般发生在支点和四分点附近，在梁轴线附近呈2550方向开裂，并逐渐地向受压区发展（宽度）和延伸（长度），甚至逐渐
27、地向跨中范围内扩展。斜裂缝的产生原因复杂，属剪切、扭转性质产生的主拉应力不足而引起。从破坏性质而言则属脆性性质，因而必须十分重视，应采取果断措施，注意检测和及时处理。在设计中，人们对正截面强度常较注意，而对斜截面强度有时却重视不够，由于变高，腹板变厚，底板变厚等原因，一目很难了然，也即一眼很难确切地看出在什么部位会出现斜截面强度不足的问题，计算机有时只会按既定的程序执行，不易发现或者会遗漏某些最不利截面的计算，甚至缺少了一些最不利组合的工况，例如某桥由于划分单元太粗，未能发现突变应力的出现而开裂。又如某桥出现了45斜裂缝达148条，其中49条斜裂缝在腹板的内外侧均已贯通。目前设计中常采用“直束
28、”布置的方案，以利构造和施工。因而在边跨现浇段常不设弯起束，甚至不布置竖向预应力筋和弯起的普通钢筋。导致了连续梁边跨出现斜裂缝的情况较为普遍。通常情况下，边跨的梁高较小，如果配置竖向预应力筋，其实际效果也是很差的，主要是短束的锚头区损失份额太大，施工中也不易正确控制，故建议只按理论计算值的一半来考虑竖向预压应力（y/2）较合理。因而，近年来对连续梁边跨必须布置弯起束的观点已成共识。关于竖向束的锚头空白区问题也应十分注意，其分布角约为26，空白区直至会延伸至腹板，导致靠近翼板加腋处的腹板出现主拉应力裂缝。在施工中如出现“跑模”，导致腹板尺寸减小者也时有所见，较设计厚度少2cm，直至4cm也曾出现
29、，致使主拉应力增大而出现斜裂缝。在竖向预应力筋的施工过程中，由于数量多，工作烦锁，重视不够而曾出现过各种质量问题，例如：漏张、漏灌浆、张拉吨位不足、未能及时灌浆而使预应力筋已经严重锈蚀等。在悬臂浇筑时，由于没有预压重，或由于浇筑顺序不正确（必须由悬臂端向根部推进），导致了先浇砼的开裂，虽张拉了负弯矩束，但裂缝仍不能完全闭合，由于这类裂缝的存在导致了剪应力的增大（已非全截面工作状态），其主拉应力甚至会成倍地增加。从主拉应力的的计算公式：可以看出和y对产生l主拉应力的关系，因而在施工中必须严格操作，精心施工，才能确保斜裂缝不会发生和发展。关于P.C.连续梁和刚架斜裂缝加固处理的方案应根据具体情况而
30、采取不同的对策。常用的方法有压灌或封闭裂缝，粘贴碳纤维片，加厚腹板，增加预应力钢束等。但均必须做好细致的加固设计工作，并进行精心施工，做好营运车辆的统一安排工作等。十七、纵向裂缝纵向裂缝也是预应力砼梁中较多出现的一种裂缝。这种裂缝较多地出现在顶、底板上，沿顺桥向有的纵向缝已经连续贯通,有的较长，有的则不连续且较短。1.混凝土硬化期间的纵向缝。此类裂缝常出现在悬浇节段浇筑施工期，在底板较厚的根部，拆模后即发现底板下缘有纵向缝。由于此时在结构上尚未作用外荷载，其原因是由于温差引起的自平衡应力，其受拉应力已超过了缓慢提高的砼抗拉强度。图1 由于水化热和表面温度降低而引起纵向裂缝由图1中可见，如因底板
31、较厚，硬化期间产生的水化热在厚板中温度较高，在板表面的温度又较低时，就将在板表面产生收缩，而在板的芯部产生压应力而互相平衡的自应力平衡状态，尤其是板底极易产生较大的砼拉应变而导致了纵向裂缝的产生。此类裂缝应加强防收缩钢筋构造，但由于仅在板的表面范围内，此类裂缝一般可以通过封闭或压灌处理即可。2.顶板纵向裂缝一般呈现在箱室内，不易发现，也即在顶板的底面。常见的原因有：（1）顺桥向预应力过大，人们常有一种错误观点，认为预压应力留得大一点总比较安全一点（指永存预应力）。殊不知预应力混凝土是一种主动加力体系，过大的预应力也是有害处的，通常情况下，永存预压应力控制在2Mpa已经足够，用以抵抗剪力滞后、局
32、部应力、计算图式的假定不符合实际情况等因素。个别设计中将永存预应力甚至达到10Mpa以上，从而在正交向极易产生由泊松比而产生横向拉应变，甚至沿波纹管的方向产生规则性的纵向裂缝，管内积水、锈蚀钢束，此类裂缝的危害性极大，一旦发现，应立马处理。因而，采用过大永存预应力的做法是赔了夫人又折兵的错误观点，应予注意。大悬臂板的箱梁，常需放置横向预应力束（常用扁锚）。R.C.箱的挑出长度建议控制在2.5m范围内较合理。由于顶板厚度较薄，既要布置横向预应力束，又要布置非预应力钢筋，因而尺寸布置十分困难，在实际施工中，横向预应力钢筋的“偏心矩”较难精确控制，一旦偏心矩的实际偏差较大时，极易在顶板下缘出现纵向裂
33、缝；横向预应力不足，也会产生顶板纵向裂缝。某桥的顶板底面纵向裂缝达数千条，箱内检查时十分恐惧。在宽板时，主束集中在腹板处时，锚头区截面由于剪滞原因，预制箱梁的底板，在配筋不足时易产生纵向裂缝，但范围不大。十八、温差应力引起顶板裂缝我国公桥规中对于温差应力仅考虑桥面板有5的温差，并计其产生的相应内力，根据近年来实践和研究，其计算结果似偏小，且偏于不安全。主要为：（1）仅考虑桥面板部分均匀升温或降温不合理，也应考虑底板的温差影响；（2）假定桥面板的温度应力为“均匀”分布不符合实际情况，假定为曲线图形分布或三角形图形分布较合理；（3）应以实际资料为基础（各个地区不同），并进行积分求得由温差应力产生的
34、附加内力（对于超静定结构还应计入其引起的次内力）。当大跨经连续梁桥或连续刚架桥时，此项温差内力甚至可以接近活载应力，其控制截面为跨中下缘和支点的上缘应力。我国云南六库怒江大桥，曾实测其温度变化，顶板的应变较底板的应变约大3.09倍。新公桥规（征求意见稿）已作了相应修改。十九、底板混凝土保护层劈裂底板如果呈曲线形时，必须布置抗径向分力的“吊筋构造”，否则底板砼极易拉脱，对于弯梁桥设计时也具有相类似的要求。当在底板中布置主束时，由于底板内上、下层均有纵、横向构造钢筋，为保证钢筋能构成骨架，故应布置“平衡钢筋”（）将上、下层横向钢筋联成整体，以防止底板的劈裂破坏。二十、波纹管位置的正确性波纹管位置的
35、正确性十分重要，其本质上是预加力偏心矩的正确性问题，施工中每个环节均需要反复核查，不能稍有懈怠。如放样坐标的检查、浇筑砼的形状正确性直接影响到截面重心的位置，曾有芯模上浮后造成严重教训的实例，操作手的踩踏不能容许，任意改变钢束坐标是严禁的制度等。二十一、关于竖向预应力筋的布置方式大跨径箱梁的预应力竖向钢筋必须布置在腹板的中心线上。某桥设计中将预应力竖向钢筋沿顺桥向布置在一条直线上，以利构造和施工（如有利于主束的弯起、非预应力钢筋的布设、顶板锚头槽口的开设等）。但是，大跨径连续箱梁的腹板厚度一般会设计几个梯度进行变化，且均在腹板内侧加厚，因而上述这种构造，将会导致在腹板中存在一个预偏心而产生附加
36、弯矩，使腹板内侧受拉，尤其当箱梁悬臂板上满布活载而箱室上方空载时，也将使腹板产生内侧拉应力，两者叠加后，腹板将会出现顺桥向的内侧纵向裂缝和加剧腹板主拉应力裂缝的发生和发展，这种构造对受力很是不利，因而，要求预应力竖向钢筋必须对腹板截面进行对中布置。二十二、关于连续梁的支座布置图2 支座布置示意支座是上、下部结构的联结纽带，应予十分重视，且是受力非常集中的薄弱构件，一旦发生故障，如果要更换支座则就是一个巨大的工程。从图2中不难看出支座的布置原则必须满足自由变形的要求，如果按图2(A)的布置方式则在横桥向的温度变形、荷载变形均受到约束，从而导致了主箱梁的纵向开裂，这种现象在国内多座大桥上均出现过，
37、必须引起重视。以上是指直梁桥而言，但对于弯梁桥来说，其支座的布置原则又需符合弯梁桥的变形规则。例如某桥为6跨连续弯箱梁，R250m，其支座布置成下图，该桥除跨端为抗扭约束外，其余均为独柱墩上设置预偏心的独支座（盆式支座），这些盆式支座均未在径向设置约束，也即可以在径向自由滑移变形，在顺桥向（切向）则有一个限制约束的“固定”支座，通车营运1.5年后突然发生弯梁向外侧滑移达75cm（最大值），全桥向外侧倾扭转，立即停止交通。图3其主要原因属弯梁桥爬行的性质：1）日温升和日温降积累了残余变形；2）车辆离心力向外侧推移；3）预偏心e值的逐渐减小，增加了截面的侧倾扭转。因而，对于连续梁结构的支座系统布置
38、应充分考虑其结构的变形特性进行分析和研究，切莫照抄照搬，以免贻误大事。由于时间关系，信手写成此稿，不妥之处，请指正。江苏省交通建设工程质量通病与防治(一)编者按：“八五”以来，我省交通建设突飞猛进，建设投资不断增加，建设规模不断扩大，相继建成了沪宁高速公路江苏段，南京机场高速公路，江阴长江公路大桥，锡澄、广靖高速公路和苏南运河整治等一批具有当代国内较高水平的工程。然而，由于我省潮湿多雨、水系发达、地下水位高、软土地基分布广的自然特点，建设高标准的工程经验不足，加之建设单位投入大而建设技术和管理力量不适应，有些工作不到位，工程质量通病依然存在，甚至局部出现早期损坏。近年来，省交通厅加强了对工程质
39、量问题的调查研究，并针对一些质量通病展开专项治理。在“99交通工程质量年”活动中，确立了“以工程质量通病为突破口，狠抓质量通病治理”的思路，并于1999年9月正式成立“江苏省交通建设工程质量通病与防治”课题组，由厅质监站，省交通科学研究院、省交通规划设计院，厅公路局、航道局，省高速公路建设指挥部，南京市航道处等单位部分资深工程师组成，进行专题调研。课题组通过学习和借鉴兄弟省工程建设的成功经验，切合我省实际，针对工程中普遍发生而久治未绝的质量问题进行综合研究，从技术上进行分析。针对30个质量通病(含部分构造物常见病)的表现形式、产生原因及防治方法编写手册，立足于预防通病产生。全书共分为三篇十章，
40、其中道路工程篇四章，桥梁构造物篇四章，水运工程(航道、船闸)篇两章。由于内容多，为便于阅读和参考应用，本刊将分期予以刊登。第一篇道路工程第一章路基1.1通病特征1.1.1填方路堤工后沉降迅速或不均匀沉陷，路面纵横坡变碎、行车颠簸。1.1.2路面出现纵向裂缝，严重时裂缝变宽，裂缝向土路肩边缘伸展，裂缝处呈现错台，形成滑裂面。1.1.3路面出现横向通裂，裂缝处出现错台。1.2形成原因1.2.1设计方面1.2.1.1地质勘测资料不全，特别是一些需要进行地基处理的原沟塘地段没有勘查清楚，对横向地层分布情况也钻孔较少或静力触探布点不足，设计依据不充分。1.2.1.2设计拟采取的软基处理方法不当，设计处理
41、深度不够，处理效果不明显。1.2.1.3软土地基处理设计不设渐变段造成处理路段与非处理路段交界处形成沉降突变。1.2.1.4等载或超载预压路段预压期预计不足。1.2.1.5软土地基路段高填土路基未按规范规定设置反压护道或反压护道宽度不足，造成填筑过程及运营过程中产生较大的地面侧向变形，强度降低甚至导致滑动破坏。1.2.1.6高填土路段，特别是严重缺土路段，对填料的调查选择欠周到，设计取土坑沿深度方向的土质变化未能列明，造成施工中不同土类的填料混填或分段填筑，且因不同土类的可压缩性和抗水性能的变异，形成不均匀沉降。1.2.1.7高填土路堤设置的暗埋式通道设计长度不足，不能满足超宽碾压要求。1.2
42、.1.8路基排水设计不完善。1.2.2施工方面1.2.2.1软基处理未达到设计深度，原材料进场未按产品质量要求严格检验，导致处理效果达不到设计要求。1.2.2.2软土地基路段路堤填土速度过快。1.2.2.3使用不适宜的填料又未采取相应的改良措施或措施不到位。1.2.2.4不同土类的填料混填或分段填筑形成抗水性、压缩性的变异。1.2.2.5填挖交界或非全宽填筑或分段填筑时，交接面未作妥善处置形成的沉降差。1.2.2.6施工中不注意路基排水，遇雨浸泡路基，后续施工中又未能及时复压。1.2.2.7路堤填料含水量控制不严，填土压实度达不到要求。1.2.2.8分层填土辗压时压实层厚度偏厚，压实质量差。1
43、.2.2.9分层填土未经初步找平，压实不均匀。1.2.2.10施工检测取样未按规程操作，实测压实度存在虚假现象。1.2.2.11巨粒土或粗粒土中所含漂石粒径过大，难以压实均匀。1.2.2.12高塑性粘性土填筑路堤工序不连续，造成工后压实度下降。1.2.2.13特殊地区的路基施工未按规范操作。1.3防治措施1.3.1设计方面1.3.1.1对路线经过的地形、地貌、水文地质条件应进行详细探查，尤其必须对特殊路基的设计提供更为详实的资料。1.3.1.2软土地基处理设计必须根据不同的路堤高度(折算成附加荷载)，不同的软土埋深、层厚和土性，分段计算分析在天然地基状态下的稳定与沉降情况。进行计算分析经过多方
44、案比选确定满足稳定和工后沉降标准要求的方案。软土地基处理设计必需设置渐变段以避免路基沉降突变，渐变段的设计应按特殊设计要求进行，并需对侧向变形作出考虑。1.3.1.3基底设计为利于实行填前压实，若遇地表湿软，设计可考虑换土或掺石灰、水泥或铺设土工布等措施；地下水位高或常年积水路段，除需完善降、排水设施外，还应设置隔水层(如用砂砾、碎石等渗水材料)。1.3.1.4路基填料的采用应对拟定取土坑或借土料场沿深度方向的土层分布、土性、含水量进行调查，并列表说明，避免不同土性填料的混填或分段填筑。避免使用不宜于填筑路堤的填料，确有困难时必须提出改性措施及技术质量指标，但不能用于易产生稳定问题和下沉等敏感
45、的部位。1.3.1.5高填土路堤设计应考虑采用土肩及边坡防护或用急流槽将水引离路堤，保证高填土路堤边坡稳定，护坡道的宽度应依照有无软土地基、填料的性质、取用的边坡坡率进行综合设计。1.3.1.6为减少粘性土路堤结构的压缩变形，在采用掺灰处理的基础上可再掺加少量水泥(掺灰剂量宜适当调整)，设计工艺上采用先掺灰(提倡采用生石灰粉)改良土性，再掺水泥进一步改良土性，以提高路堤结构刚度。1.3.2施工1.3.2.1施工单位必须根据交通部有关施工规范、规程、工程质量检验评定标准及建设单位招标文件要求，编制施工组织设计，提出自检要求，对施工全过程实施有效的质量控制和管理。在交工验收时，施工单位应提交完整真
46、实的施工原始记录、试验检测数据、分项工程自检数据等质量保证资料。1.3.2.2对于地下水的埋置深度和地面水对填方路基的稳定性及施工影响，施工前应根据设计进行补充调查，并采取相应的隔水，疏水措施。1.3.2.3地基处理要点(1)施工顺序：无论何种处理方法，都应按设计要求先开沟排水，再清表整平原地面，做好填前压实，并整出一定的横坡度。设计竖向排水体处理的地基，应在铺设下半层砂或砂砾垫层后，方可打设排水体。排水体顶端应按设计预留一定的长度(30cm左右)，最后再铺设上半层砂或砂砾层。设计采用复合地基处理的地基，应在原地面整平后，采用轻型碾压机械适当碾压，使之符合规范和设计要求后，再作地基处理。沟塘必
47、须在清淤换填分层碾压至相邻地面高程后，方可进行地基处理。(2)所有用于地基处理的材料，都必须按规范和设计要求的质量指标采购、堆放和使用。(3)保证施工质量的措施要求软基采用塑料排水板处理时，其机械设备性能应符合接地压力与处理地基的承载力相适应；打设塑料排水板严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。剪断板体时，要预留足够的外露长度。施工中，应按设计要求严格控制板体的打设标高。土工织物铺设时，要求做到绷拉无皱折。水泥搅拌桩处理时，其施工机械应按水泥喷入的形态(即粉喷法或湿喷法)，采用不同的施工机械组合。采用粉喷法，其粉体发送器必须配有粉料计量装置，并准确记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量，施工前应先以实
48、际使用的水泥，进行室内配方试验，符合设计要求后应进行不少于5根的成桩工艺试验，取得满足设计喷入量的钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷灰量等技术参数；确定搅拌的均匀性；掌握下钻桩提升的阻力情况，选择合理的技术措施；根据地层、地质情况确定复喷范围。复搅深度必须保证大于6m，粉喷桩的检测可采用静力触探或钻芯取样试验法。挤密碎石桩处理时，需采用DE4060系列管式振动沉桩机，内置平底活页式桩尖，桩管直径一般为377mm或426mm，并设有二次投料口，最大沉桩深度能达20m。施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩必须跳跃间打。施工过程中，应及时挖除桩管带出的泥土，孔口泥土不得掉入孔口。施工中应记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数等，并按规定作质