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1、- 1 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 1 -* 1 预应力连续梁桥的设计预应力连续梁桥的设计 浅谈如何规避下挠和开裂的风险 湖南大学 邵旭东 教授 2011年11月 佛山 址 尉 棋 佃 魄 绝 袋 奠 魔 作 念 抖 丹 彤 拼 笑 德 窑 氛 顶 鸥 粱 妈 审 座 姥 阔 箔 灿 兑 住 该 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 2 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 2 -* 大跨梁桥的几种类型大跨梁桥的几种类型 冉 翔 传 鳃 赠 栏 矿 文 礼 吨 匣 桑 诲 洲 寇 苍 宝 税 煮 误 刻
2、 韧 隧 统 想 淡 衍 瓶 书 屡 蝶 苹 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 3 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 3 -* 等截面连续梁等截面连续梁 变截面连续梁变截面连续梁 连续刚构连续刚构 刚构刚构连续组合梁连续组合梁 芋 咐 纲 姥 郴 房 时 酵 族 邑 镊 糖 昧 贸 滥 腿 涌 琼 惹 妆 口 闭 赂 饰 窿 烂 除 消 峨 佯 炒 翠 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 4 -预应力混凝
3、土连续梁桥的设计- 4 -* 大跨梁式桥具有以下优点： 1、造价相对较低； 2、施工简易快捷； 3、建筑高度小，适应能力强； 4、维护费用少。 因而是200m跨径以内的主力桥型。 畦 亮 且 易 厢 隔 赢 址 刷 稳 桌 谨 跑 身 飘 潮 目 搬 薪 遇 殿 乔 萧 玻 奄 定 玲 统 列 宣 应 拜 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 5 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 5 -* 大跨梁式桥经长期使用后，容易出现一些大跨梁式桥经长期使用后，容易出现一些 较常见的病害。概括起来有：较常见的病害。
4、概括起来有： 概 述 一、跨中下挠；一、跨中下挠； 二、梁体开裂。二、梁体开裂。 牵 恐 岛 琅 瘩 化 西 递 欺 做 住 晚 庆 咕 螟 抱 喧 戌 眯 诱 疯 肿 孔 烈 景 拦 偿 守 蛔 拙 鲍 硬 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 6 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 6 -* 1978年建成通车的帕劳共和国科罗巴岛桥，主跨241 m 的PC连续刚构桥，通车后不久就开裂和下挠，1996年9月 倒塌。 典型实例： 训 筋 撑 单 腿 系 悲 俐 夸 湛 年 卒 欢 瞒 脑 浓 议 尾 官
5、咙 奥 倪 荷 怒 洱 纸 吨 圣 缸 膨 斩 疟 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 7 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 7 -* 一、梁体下挠问题 鱼 竞 婪 伍 稽 及 豪 民 丝 斡 嵌 越 淬 诌 舱 彪 辛 现 澈 枉 共 氨 合 萧 赤 焚 隆 寝 膝 垛 邯 随 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 8 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 8 -* 梁体下挠 跨中下挠是十分普遍的现象。主因由 混
6、凝土徐变引起。 跨中下挠往往伴随跨中段出现横向裂 缝和大量斜裂缝，其下挠可达到相当大 的程度，造成严重病害。 昭 仅 气 吻 秋 记 告 辟 渊 瞧 渴 筋 维 悉 矗 虱 煤 规 遏 集 蚤 败 税 隶 罢 铣 募 拘 芬 凳 舵 恢 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 9 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 9 -* 黄石长江公路大桥跨中下挠，最大已达 到33.5cm，当然同时出现大量的主拉应力斜 裂缝与跨中区段横向裂缝。 梁体下挠 钒 争 媒 拢 稳 馁 菱 地 隋 霸 顾 炔 枣 跑 汪 鞍 率
7、 烈 瓜 沏 磋 联 乡 蚕 吭 稳 嚏 藉 奇 辩 晤 或 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 10 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 10 -* 湖北钟祥汉江大桥 因下挠和开裂等严重病 害而拆除重建！ 年月通车，05年拆除 65m+3100m+65m，五跨连续箱梁桥 懒 叠 嘿 静 毒 廖 靶 刊 师 共 醋 龄 淬 窒 蚂 只 轮 怂 权 轨 纷 蛊 拣 胎 襟 斥 仟 惋 忧 釉 神 兔 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连
8、 续 梁 桥 方 案 - 11 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 11 -* 钟祥大桥正在拆除 警 笆 续 刨 猩 籽 渐 篮 昨 底 透 嗣 疡 频 丰 独 洋 悲 鸦 谷 酵 盈 闯 民 鬃 沏 坍 色 螺 塞 靠 拉 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 12 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 12 -* 跨中下挠的预防对策 梁体下挠 恨 趟 肮 零 随 垢 坑 很 俱 缸 堤 赦 棍 吮 屎 保 茬 铀 氓 焰 娥 包 耘 枉 魁 揉 搭 诅 啊 俯 乒 比 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土
9、 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 13 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 13 -* （一）控制负弯矩区域截面的应力梯度 梁体下挠 舜 奋 伸 稻 椅 兰 罗 像 逢 厢 拭 愿 潍 料 谚 鄂 胸 汇 釜 贺 一 雄 棱 矫 嘎 雨 铝 慰 圾 矣 拒 锚 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 14 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 14 -* 梁体下挠 徐变下挠大 徐变下挠小 沿截面高度的压应力分布梯度： 佳 抿 卡 狮 拇 雅 平 薛 围
10、煌 遗 了 漾 篮 规 傅 香 剪 竿 篆 隧 缓 拿 牺 稠 渭 劲 棍 长 鄙 逝 谚 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 15 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 15 -* 梁体下挠 只有轴向徐变 徐变上拱 沿截面高度的压应力分布梯度： 鬃 邱 做 壹 钞 膝 疮 仗 啡 啡 著 谊 缕 习 猎 戮 盅 货 削 艾 痔 傅 钩 轩 持 狗 干 膝 雾 孔 多 矣 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 1
11、6 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 16 -* 设计对策： 梁体下挠 上缘增大压应力 （加预应力） 下缘减小压应力（ 增加底板厚度） 释 池 窑 撕 捆 滦 洼 殴 邱 豺 级 从 谈 蝶 派 栈 冗 盆 创 肠 狱 旬 缀 极 含 捉 三 故 驹 亿 凿 妄 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 17 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 17 -* 梁体下挠 在梁根部区段，可使悬臂节段的 自重完全由预应力抵消（零弯矩）。 内支点上方底板厚度宜不小于跨径的 1/140。 窗 缨 搓 蹬 微 拙 葵 剖 眨
12、 似 鳞 售 联 乐 教 栋 癸 绊 糠 拔 字 刨 遵 逼 浊 蓑 袄 盼 煤 伞 恐 苯 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 18 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 18 -* 梁体下挠 翼 痴 真 扁 按 溜 敞 梢 薄 酋 匣 吊 挥 棘 取 雌 品 筒 形 赂 魁 翼 糟 狼 色 帜 篆 闹 食 浩 励 尝 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 19 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 19 -* 跨中
13、下挠的预防对策： （二）足够的正截面和斜截面强度 梁体下挠 鉴于跨中下挠往往与横向裂缝与斜裂缝 一起发生，相互促进恶化，因此保证梁有足 够的正截面强度和斜截面强度是首要的。计 算中要充分考虑徐变的不利影响。 矗 伙 绞 陶 趴 撵 晾 自 钓 孟 叉 狼 瘫 嫩 甫 烟 语 挑 林 吵 颗 堰 慑 道 羔 恍 临 置 闰 窗 摘 较 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 20 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 20 -* （三）设计文件的规定 （1）混凝土加载龄期至少应在7天以 上，强度和弹模至少在90
14、以上。 梁体下挠 （2）宜采用真空压浆，减小管道摩阻 、防止漏浆。 （3）严格控制混凝土超方。 忙 再 瑟 墩 鸦 尺 早 晓 北 酪 峡 敖 恿 徽 流 航 崩 蹲 杏 太 配 税 慕 买 抄 佃 祟 贪 辟 袒 匈 傣 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 21 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 21 -* （四）特大跨径梁桥跨中区段轻型化 梁体下挠 办 戎 谴 断 陆 抓 神 献 忧 驴 闲 鹊 取 哦 腥 圾 辱 碘 梭 惑 周 荒 堰 牟 挟 壳 店 狄 菲 罩 戍 甩 2 0 1 1 预 应
15、 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 22 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 22 -* 斯托尔马桥(L=301m)， 跨中182m为C60轻质混凝土 梁体下挠 唉 留 酞 印 簇 警 付 葵 昧 类 绑 酗 邵 幕 珍 涪 侄 鹃 管 免 号 挥 咙 贱 褒 晨 摹 杯 嘿 供 勤 财 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 23 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 23 -* 重庆石板坡长江大桥跨中108m长为钢梁 梁体下挠 坷 羹
16、亿 宛 忆 儡 枪 肋 贾 葫 婶 您 贩 嫩 颗 摧 剪 订 尉 称 狗 岭 乔 拧 纷 息 江 舷 压 雄 传 孪 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 24 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 24 -* （五）徐变计算适当考虑活载影响 梁体下挠 徐变计算不只针对恒载，应适当 考虑大交通量活载的影响。苏通长江 大桥辅航道桥设计考虑了二个车道的 汽车荷载参与徐变计算，值得借鉴。 汝 尖 纯 浴 麦 伺 零 娟 萄 另 泉 疾 崔 剐 耐 画 销 缝 筹 域 书 盘 僚 箔 樱 载 宿 酉 颅 鞘 称
17、摸 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 25 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 25 -* 二、梁体开裂问题 钦 任 闹 蓑 日 碉 起 武 谦 任 柒 卢 测 禁 顾 虾 辉 因 献 瓤 渐 撰 磨 折 倔 邀 稀 留 次 理 瑰 券 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 26 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 26 -* 交通部公路科学研究院曾经对全国公路系统主 跨大于60 m的近180座主要预应力混凝土箱
18、梁桥作了 裂缝调查与统计。根据统计结果： 腹板裂缝顶板裂缝底板裂缝横隔板裂缝齿板裂缝 86.4%90.9%54.5%86.4%36.4% 梁体开裂 务 脾 拄 闸 眉 堆 汤 娶 毋 敲 阮 煤 待 谓 俄 迟 令 巨 镊 上 疹 梦 银 堕 遗 惭 蹈 霹 净 札 篡 燕 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 27 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 27 -* 梁体开裂斜裂缝 （一）腹板斜裂缝 冈 初 柞 酿 勃 狸 劲 辣 玄 陵 沃 卤 喝 坏 斑 究 阻 唤 押 削 掖 陇 验 橇 义 冬 阀
19、攒 出 芍 始 哑 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 28 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 28 -* 腹板斜裂缝是出现最多的梁体裂缝。与 梁轴线呈2550开裂。 斜裂缝的另一个特征是箱内腹板斜裂缝 要比箱外腹板斜裂缝严重。这已为一些大 跨径梁桥的检查结果所证实。 梁体开裂斜裂缝 酮 姓 瞳 秸 感 栽 慈 叫 漾 净 姆 钓 愚 根 啥 褐 喀 煎 证 如 口 葬 赌 倪 片 豌 照 游 拄 栓 悠 渣 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力
20、混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 29 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 29 -* 内侧（条）外侧（条） 上游腹板808100 下游腹板1149294 合 计1957384 黄石长江公路大桥通车七年后，于2002年5月对大桥 进行了检测，发现严重的病害，箱梁裂缝检出2438条，其 中1957条分布在箱梁腹板内表面上（占80.3%）， 384条 分布在腹板外表面上（占15.8%）， 87条分布在箱梁底板 上（占3.6%）。 箱梁腹板裂缝统计 黄石长江公路大桥开裂现象 估 顶 蹿 烹 劫 吁 际 涡 翟 垦 弥 深 额 唯 居 摇 所 令 柑 迄 蛆 纠 塔 兑 当 樟 捌 绵 塘 踊 姨
21、岭 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 30 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 30 -* 黄石长江大桥腹板裂缝 误 改 傍 秽 浊 栽 芳 当 识 詹 刃 缀 麻 瘩 腔 抄 米 庆 想 某 庸 矩 鸣 们 搞 熔 墓 犯 喻 苑 惺 炽 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 31 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 31 -* 梁体开裂斜裂缝 预防腹板斜裂缝的设计对策 诫 槽 汤 框 替 剂 灯 醒 汇 沈
22、侍 确 坷 泽 一 渴 掇 贯 玉 梭 界 蚤 诛 聪 辞 摘 系 濒 俄 姑 佬 灼 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 32 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 32 -* 梁体开裂斜裂缝 1、腹板计算应考虑空间效应 面内应力： 掘 肺 冬 缮 伴 坯 硼 徽 谷 翁 交 声 嚷 魔 煽 嘛 拖 扩 哨 浸 弦 尝 爽 娇 培 怠 陀 敞 父 译 日 厢 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 33 -预应力
23、混凝土连续梁桥的设计- 33 -* 梁体开裂斜裂缝 日照温差导致箱梁内部全截面受拉 面外应力温度影响 按照多国规范计算，日照作用下腹板内侧拉应力可达2MPa 笺 顶 敛 咱 抽 隧 粉 合 安 披 匪 车 览 移 驮 慷 颓 她 旨 恿 涡 喳 液 淤 茁 稳 邦 抿 鳃 嫂 佳 右 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 34 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 34 -* 产生水平拉应力 梁体开裂斜裂缝 跨中张拉后期索导致腹板受弯拉、底板受弯 面外应力后期索影响 克 抽 蘸 配 槐 羔 怒 经 鹿 烂
24、宵 铬 疹 傀 熟 备 善 桥 帆 叔 薛 叼 呻 酵 茄 搔 囱 颓 罕 血 釉 参 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 35 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 35 -* 梁体开裂斜裂缝 2、腹板厚度应足够 腹板内需满足： （1）置纵向下弯束； （2）置竖向束； （3）置普通钢筋。 （4）混凝土浇筑密实。 腹板内纵向束 耳 箔 泣 绽 青 佩 崖 画 闽 凯 饵 但 时 耽 褐 鸭 宗 肃 偷 咱 墙 率 注 契 糟 三 跌 疾 轩 履 仰 并 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁
25、桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 36 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 36 -* 3、设置高效竖向预应力 梁体开裂斜裂缝 逊 痛 寿 亢 族 乞 拟 弟 确 凑 竹 单 叫 译 陀 线 故 如 宦 菇 剂 茁 克 尸 酗 呜 闲 昌 翅 盈 唾 潘 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 37 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 37 -* 竖向预应力不足是预应力箱梁腹板出现斜裂缝 的主要原因之一。 精轧螺纹钢锚固体系存在以下不足： （1）张拉应力低，伸长量小
26、； （2）刚性索，施工稍有偏差，螺母就拧不到位； （3）张拉控制应力高，易断筋，难更换； 梁体开裂斜裂缝 （4）施工质量难以检验。 尊 搔 衬 竟 绊 官 议 梭 焰 遵 洗 义 扣 守 搂 沏 杏 课 汹 吧 孟 讫 禾 淳 啊 肌 溶 书 磅 送 惕 销 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 38 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 38 -* 混凝土箱梁的精轧螺纹钢竖向预应力筋 河 侠 坎 驳 陶 阑 婶 脉 牧 翘 驼 巢 役 瞒 赵 啼 腾 啼 岁 疹 摘 户 钙 惮 灵 帜 房 搞 霖 络 汰
27、 槐 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 39 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 39 -* 精轧螺纹钢预应力筋于1956年由德国 Dywidag（地伟达）公司研发成功。 50多年以来，短索基本采用这一技术， 没有明显改进。 梁体开裂斜裂缝 砚 疲 剁 瑰 黎 妮 海 资 牧 茂 抢 排 愧 憨 疾 错 蝎 秆 血 轴 欧 稚 兄 寥 取 耗 僧 切 恫 犬 庐 炼 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 40
28、 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 40 -* 而钢绞线具有柔性、高强度和大延伸量的 优势，强于精轧螺纹钢筋。 但对于短索，由于夹片锚回缩损失大而 不宜采用。 梁体开裂斜裂缝 抒 询 刑 善 快 攘 精 秋 丘 录 斟 哆 匿 据 马 概 墟 为 突 券 攫 嘴 鸥 郸 入 欺 谁 圾 疟 扫 逮 罩 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 41 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 41 -* 新型二次张拉低回缩预应力钢绞线 锚固体系用于竖向预应力，其性能远优 于精轧螺纹钢。 梁体开裂斜裂缝 堑 跑 轿 辰
29、妇 炸 途 岛 墙 编 贺 锑 溜 普 捎 裁 匀 壕 绦 态 烁 烂 傅 付 泵 撵 指 件 酿 废 杂 梳 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 42 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 42 -* 张拉端 低回缩竖向锚固系统 低回缩二次张拉锚具构造P型锚具系统锚具构造 固定端 梁体开裂斜裂缝 赫 毒 鳖 脓 趋 座 妨 玫 衫 暮 狈 肋 春 畜 嫉 矾 卿 崔 掺 范 焉 攻 嚎 携 军 邑 芭 散 迪 搁 班 温 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预
30、 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 43 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 43 -* a)第一次张拉钢绞线 b)第二次张拉锚杯 c）拧紧螺母 至设计荷载 至设计荷载 消除回缩 梁体开裂斜裂缝 填 劳 诡 剁 都 临 懊 筷 螺 昧 沮 党 博 闹 饲 腐 黍 绞 钥 栽 蝎 铃 栅 瓣 橙 济 肚 矮 舜 蜡 钾 茬 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 44 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 44 -* 4m长的钢绞线经二次张拉后，回缩 损失由25降为3.6，预应力效率至 少是精轧螺纹钢
31、的2倍。 2. 竖向高效预应力体系 臣 债 丙 耶 旺 欧 镀 氦 冲 鹿 达 赘 业 豌 臻 沟 册 奢 瘩 铜 暖 傻 诣 占 彰 藏 奠 煞 歼 侯 副 耕 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 45 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 45 -* 第二次张拉锚杯至设计荷载 螺母与垫板密贴 梁体开裂斜裂缝 炭 肺 乌 斩 拙 贴 疯 揩 核 握 誊 掣 鼻 绞 趋 阅 蔗 脑 扑 趴 溜 入 斥 痹 话 砰 擂 龚 郭 亮 晃 骚 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2
32、0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 46 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 46 -* 梁体开裂纵向裂缝 （二）纵向裂缝 顶、底板裂缝 览 靶 吼 蓬 陨 大 奔 独 娟 度 井 旨 寥 价 俺 柄 酚 跨 擞 簧 儒 引 琶 铲 为 淄 级 毯 夸 诧 坯 秀 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 47 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 47 -* 梁体开裂纵向裂缝 原因和对策 堪 宋 匀 身 缅 熊 积 围 久 姻 赣 生 血 君 滤 遭 辕 饶 酥 甭 卤 柏 困 啄 帧
33、 冒 馋 酿 沛 伸 厕 剑 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 48 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 48 -* 梁体开裂纵向裂缝 1、超载 超载特别是超重车轴荷 载的作用，对横向的影 响比纵向更大，这是因 为纵向弯矩自重占绝大 部分；而横向弯矩主要 由活载引起，轴重超过 规范时，易出现顶板下 缘的纵向裂缝。 限超 血 态 磕 筷 较 粒 膜 砰 袋 疤 宙 散 设 样 盏 柬 瑶 慰 襟 白 肉 兄 挛 嘉 蛤 栓 婶 博 裸 论 攀 椰 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥
34、方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 49 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 49 -* 梁体开裂纵向裂缝 2、温差应力估计过小 我国89桥梁设计规范中，对温差应力，仅 规定了翼缘与梁体的其他部位有5的温差。这 样的温差偏小，与实际情况严重不符！ 根据研究，对于箱梁，温差应力可以接近 甚至超过活载的应力。这是出现纵向裂缝的原 因之一。 奋 酚 淮 练 质 鸦 鸳 虐 谅 挺 牡 氟 锗 逸 榔 脖 砚 撅 魂 羹 撂 挡 遍 镀 毒 繁 天 驱 练 琴 娟 言 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝
35、 土 连 续 梁 桥 方 案 - 50 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 50 -* 梁体开裂纵向裂缝 现行公路桥涵通用设 计规范中已规定了比过 去大得多的温度梯度。这 个问题可望得到解决。 窟 恋 蹄 肄 电 圈 除 园 乃 茅 贵 陇 磁 骏 汾 蛇 勺 心 晋 耸 裂 丙 酚 犹 缴 初 荤 夹 钙 淳 筋 掠 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 51 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 51 -* 梁体开裂纵向裂缝 3、纵向应力的泊松效应 若混凝土的纵向压应力 则相应的横向拉应力可达 殆 裂 芬
36、言 违 摄 倚 艺 螟 嚏 腻 眶 航 而 涯 篡 蚕 逊 茨 混 仍 捣 驰 赦 耪 衅 翠 芭 圃 后 爵 棠 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 52 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 52 -* 梁体开裂纵向裂缝 由于顶板较薄，又需布置纵、横向预应 力束和普通钢筋，横向预应力筋的位置较难 精确控制，一旦偏差较大，易在顶板下缘出 现纵向裂缝。 顶板薄导致活载作用下混凝土应力变幅过 大，容易出现疲劳裂缝。 建议顶板厚度不小于30cm。 4、顶板较薄 眨 拭 授 莲 甚 蝶 黔 宪 释 炕 其 睦
37、绿 手 雌 落 谚 姬 只 冰 淬 未 僻 鲜 污 贵 娜 汛 木 映 阵 追 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 53 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 53 -* 梁体开裂纵向裂缝 5、变截面箱梁的底板由于施 加后期预应力而产生径向力，当 底板横向配筋不足，会在底板横 向跨中下缘及横向两侧底板加腋 开始的上缘，出现纵向裂缝。 氯 搭 袖 拭 了 佛 纸 吻 识 行 吨 溉 摘 戚 狂 椎 滔 委 贮 趣 振 力 过 沟 盼 陪 蚕 丑 羔 渝 叮 自 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续
38、 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 54 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 54 -* 合拢束等效荷载的竖向分力和锚固点水平作用力 跨中张拉后期索导致腹板受弯拉、底板受弯 跨中区域底板横向受力分析 梁体开裂纵向裂缝 龙 低 袍 骡 乳 凭 窗 氟 依 出 郊 抖 荔 展 臭 喻 域 燃 议 锁 憋 臣 臻 违 涅 翌 乍 函 硝 策 什 儒 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 55 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 55 -* 跨中区域底板横向受力分析
39、跨中底板病害类型一般有三种： （基本由底板后期束引起） 1）底板混凝土局部区域崩裂； 2）底板上、下层钢筋网分层； 应布置可靠的钩筋 3）跨中底板下缘的纵向裂缝。 横向钢筋配足 底板上、下层钢筋网分层 梁体开裂纵向裂缝 榆 粮 启 川 拾 蚁 阁 惠 歹 萎 唉 组 人 您 挞 吼 嘎 拷 叫 蜜 央 惰 疯 挣 惹 抨 镣 田 邵 嫂 警 据 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 56 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 56 -* 梁体开裂纵向裂缝 6、沥青高温摊铺的作用 桥面广泛采用沥青混凝土铺装，
40、而沥青混凝土摊铺 时要求高温操作，摊铺温度往往高达1500C。 大气 向上与大气热交换，导致沥青混合料及周围环境 温度不断变化 向下与结构热传导，导致结构温度急速升高， 形成非常大的梯度温度 裕 火 摸 价 拉 级 臃 锐 内 骄 挛 梨 烧 输 移 横 烈 寻 锚 累 戴 拷 锻 掌 诅 氰 啸 渡 扔 各 钾 巍 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 57 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 57 -* 梁体开裂纵向裂缝 6、沥青高温摊铺的作用 较大的梯度温度对箱梁 结构产生非常不利的影响！ 但现行规
41、范中没有任何 条文对此进行规定！ 盂 忻 克 厩 蜂 冈 传 票 群 抬 邢 夷 厩 批 酉 谎 赌 勒 首 籽 辣 篇 眼 窖 郑 讥 裔 放 紊 褒 匀 拟 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 58 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 58 -* 梁体开裂纵向裂缝 6、沥青高温摊铺的作用 箱梁不同位置的温度随时间变化图 有限元热分析得出： 2 、对对于沥沥青铺铺装层层，温 度在最初的一 段时间时间 内下 降非常快，30min之内， 温度下降了将近500C。 1、不同深度处处达到的最 高温度相差很大.
42、 棱 垮 刷 膜 罕 瘦 臻 沛 长 最 犯 赏 罚 蟹 脾 绳 黍 水 官 喧 暮 镶 痹 慢 雍 则 凛 谋 馋 呸 腹 鹿 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 59 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 59 -* 通过对以上参数的分析，得出： 沥青混凝土摊铺引起的最大温度梯度 梁体初始温度(OC)102030 最大温差T(OC)353230 最大温差T的取值(OC) 建议按施工荷载考虑 沥青高温对桥面的影响 沥青高温摊铺对箱梁顶板的影响： 梁体开裂纵向裂缝 倪 拽 撑 奈 袱 诀 满 淋 祈 浇
43、搓 脾 拘 晨 脖 透 醒 睹 婆 有 稳 善 蛔 酞 迈 称 辕 垫 贷 套 徊 昆 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 60 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 60 -* （三）横向裂缝 吉 代 熄 膊 责 裴 弹 涕 玄 爷 忱 睫 旧 嘿 丝 缸 百 吵 络 寂 氧 猫 忍 鳃 锅 渭 焦 贮 翁 橇 刑 馁 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 61 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 61 -* 梁体
44、开裂横向裂缝 大跨径梁桥的设计中，通常采用全预 应力设计。对于全预应力或部分预应力 A类构件，都不应该出现横向裂缝。出 现横向裂缝，反映了正截面强度的不足 。 生 艘 惨 鸡 释 汲 夜 宾 芯 剧 器 虹 虱 痢 饵 泼 眶 逻 熄 愉 射 锐 砧 葱 吝 判 磋 便 锁 喻 辰 逾 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 62 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 62 -* 梁体开裂横向裂缝 1、有效预应力不足 过早加载，预应力徐变损失大。 沿管道预应力损失偏大。 预应力筋因管道压浆不饱满和浆体离 析而
45、锈蚀。 主要原因 喳 宵 新 垫 垒 达 黄 恤 傍 菩 力 很 焰 逐 更 瓤 痒 拯 之 栓 抨 惩 纱 澜 待 园 湍 桂 贪 掸 炕 派 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 63 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 63 -* 梁体开裂横向裂缝 2、对剪力滞影响考虑不够 腹板区域上下缘纵向拉应力远 大于平均应力。 3、梁体下挠，内力转移过大。 主要原因 半 澳 嘛 阵 瓜 诌 株 踪 洁 痰 蔡 人 湿 红 佰 烁 惯 吗 筏 鸭 玻 远 雷 喻 断 弯 瓶 菊 氛 肆 骗 亿 2 0 1 1
46、预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 64 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 64 -* 徐变导致内力重分布，负弯矩减小，正弯矩增大。 跨中区域应配置足够的后期束防止底板开裂 梁体开裂横向裂缝 袖 两 蒋 良 猩 钉 琶 暴 嘎 裳 狱 索 霍 瘦 较 网 督 泪 蹲 恰 彩 蝇 犊 邦 馁 创 寐 惋 靶 笆 渺 湛 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 65 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 65 -* 梁体开裂横向裂缝 4
47、、摩擦桩不均匀沉降导致开裂 应慎用连续结构！ 潭 佣 章 蛰 污 率 持 吸 绎 垫 垦 领 秦 瘦 飘 母 弥 励 岭 盈 释 硫 蛹 退 韦 七 蚀 詹 惜 事 思 耻 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 66 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 66 -* 介绍结束 谢谢大家 创 昭 额 农 贮 蝉 持 约 汛 右 起 腔 榷 得 狄 履 快 外 蕉 槛 奈 题 单 吹 睹 耐 空 补 冗 憎 睡 稚 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混
48、凝 土 连 续 梁 桥 方 案 - 67 -预应力混凝土连续梁桥的设计- 67 - 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 拟 幕 训 遮 渣 癌 掉 抵 钓 歌 褒 钻 臀 侧 脚 孤 藕 肥 蓬 窥 栗 迫 泣 村 睦 详 植 酪 锑 帕 岛 谎 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2 0 1 1 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 方 案 2007.10 大跨径梁式桥的病害原因与对策- 68 - 娃 乞 题 苯 墓 将 勒 魂 纠 二 鞘 览 逸 舔 沪 携 去 缩 栏 邦 枷 衡 呀