连续刚构桥发展及主要存在问题
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探究连续刚构桥存在的问题及成因分析摘要:连续刚构桥为多次超静定结构,成桥后受力状态和线形难再进行二次调整。
随着使用年限的增加,温度变化、地基沉降等引起的次内力以及运营过程中承受的活荷载导致连续刚构桥出现多种病害,包括横向裂缝、纵向裂缝及主梁下挠等,以主梁下挠为研究重点,对主梁出现该病害做了深层次的成因分析,并总结出合龙段的施工工艺对连续刚构桥的使用性能影响比较大,有必要对合龙段施工作进一步的研究。
关键词:连续刚构桥病害主梁下挠成因分析合龙段1 前言我国是世界上修建预应力混凝土连续刚构桥最多的国家之一,一方面,这种现状充分展示了我国在该桥型建设上取得的历史性创新和成果,但在另一方面,也出现了令人担忧的现状:随着预应力混凝土连续刚构桥跨度的增大,运营年代不断增加,许多连续刚构桥或多或少出现了不同程度的病害,使得桥梁结构过早失效和破坏,不得不不进行必要的维修加固,对桥梁的安全运营造成了极大的威胁。
并且,高墩大跨连续刚构桥是一种多次超静定的刚性体系,体系一旦形成,其受力情况就很难进行再次的调整,需要对桥梁的病害做深入的分析,并对具体病害尽量提出修复办法。
2 存在的问题自我国第一座大跨预应力混凝土连续刚构桥――180m的广东洛溪大桥建成至今,桥梁界专家普遍认为该类桥的建设技术已经相当成熟。
但是,随着这类桥的建成运营,问题开始出现。
问题之一就是两端开裂严重,甚至有些桥在建造期间就已经出现这类问题,运营之后,裂纹不断的增多;而有一些桥梁的裂纹则是在运营后出现的。
其中梁体裂纹多出现在腹板,呈竖向或横向的裂纹;有些桥梁跨中底板上出现横向的裂纹;薄壁墩顶部梁体裂纹多出现在横隔板上,横、竖方向都有。
裂缝的严重程度各桥有别,有些桥甚至有贯穿裂纹。
预应力混凝土连续刚构桥的另一个严重的问题就是下挠现象。
按照规范,通常修建此类桥时会设置一定的预拱度,预拱度的大小是考虑了设计的运营荷载所产生的挠度和全桥成型时的收缩徐变因素的影响。
浅谈连续刚构桥的发展及主要存在的问题摘要::随着我国交通建设的迅速发展,连续刚构桥施工技术趋于成熟,但连续刚构桥成桥后也普遍存在“跨中挠度过大”、“混凝土开裂”等质量问题,综合分析研究我国连续刚构桥发展现状,探讨连续刚构桥建设的优化和更新,并提出相应的对策。
关键词:连续刚构桥;发展;问题一、连续刚构桥的发展随着我国科学技术的发展,传统的工业水平的提高,桥梁建筑技术发展很快。
一座座跨江大桥,现代公路天桥,城市高架桥,以及更长的跨海大桥和轻轨交通高架桥,像一条条的“彩虹”使得天堑变通途。
并逐步建成了一个综合运输网络,大大提高了交通现状,拉动了我国国民经济的发展,方便了人们的生活。
在这些桥梁中不仅有华丽富贵的斜拉桥;华丽富贵气势雄伟的悬索桥;体形优美,历史悠久的拱桥;也有简洁美观的外表,且适应性强、施工方便、投资小、效率高的大跨度连续刚构桥。
刚构桥是什么呢?传统的桥梁施工多用费时、费工的满堂支架法,这种方法对于中、小跨径的桥梁尚能适应,但对于大跨径及特大高度、水深较深的桥梁施工显然不适应。
1953年原联邦德国建成的沃伦姆斯桥,主跨114.2米,施工时引进了悬臂施工法,基本解决了施工中的难题,而且发展了预应力混凝土结构T 形刚构,对其他桥梁产生了深远的影响。
1964年联邦德国又建成了主跨为208m的本道夫桥,不仅显示出悬臂施工法的优越性,而且在结构上又有创新,形成了连续刚构体系。
80年代后世界各国建造了多座不带铰的连续刚构体系,发展了连续刚构体系,其中以1985年澳大利亚建成的主跨260m的门道桥,挪威1998年底建成的主跨为298m的Ralf Sundet桥最为著名。
在我国,1988年由我国设计的第一座主跨180m大跨径连续刚构桥—广东洛溪大桥建成通车后,连续刚构的突出优点使得这种桥型在我国得到了广泛应用与推广。
1997年我国建成了主跨为270m的虎门大桥辅航道桥将连续刚构—连续体的跨越能力体现到极致。
国内连续刚构桥现状及发展趋势
根据公开资料显示,目前国内连续刚构桥的建造已经很普遍,并且得到了广泛的应用。
其中,连续刚构桥主要应用于高速公路、城市快速路、大型高架路、铁路和大型特殊结构等领域。
从总体上看,国内连续刚构桥在建造过程中,采用了先进的设计方法和高新技术,使其具有很高的技术含量和安全性,能够适应复杂的自然环境和地质条件。
目前,国内连续刚构桥的发展趋势主要有以下几个方面。
首先是技术水平的不断提高,采用更加精度的设计方法和更为先进的施工工艺,以提高其结构的稳定性和耐久性。
其次是在材料选择方面的改进,采用新型高强度钢材和混凝土材料,使其具有更好的承载能力和抗风能力。
第三个方面是智能化技术的应用,采用当前最先进的信息技术,将施工、监测和维护等过程全面数字化和自动化,以提高工程效率和安全性。
总的来说,随着国内连续刚构桥技术的不断进步和应用范围的不断扩大,其在未来的发展前景将会更加广泛和多样化,为我国道路交通事业的发展做出更大的贡献。
大跨径连续刚构桥梁常见质量缺陷及施工质
量控制
大跨径连续刚构桥梁常见质量缺陷有:
1. 桥墩施工质量不良:包括混凝土浇筑不均匀、渗水、剪切钢筋填充不当等。
2. 桥面铺装质量:包括沥青铺装不均匀、接缝处理不当等。
3. 钢筋加工和安装质量:包括钢筋加工尺寸偏差、焊接不良、钢筋卡榫不牢固等。
4. 预应力张拉质量:包括张拉预应力不足、锚固端锚固不紧密等。
为保证大跨径连续刚构桥梁的施工质量,需要进行以下控制:
1. 加强施工监管,确保桥墩施工质量。
2. 选择质量可靠的材料进行桥面铺装。
3. 对钢筋加工进行质量把关,并加强对钢筋安装全过程的监管。
4. 严格控制预应力张拉的过程,确保张拉预应力的质量及锚固效果。
5. 加强现场施工管理和操作技术培训,提高施工人员的技能和责任意识。
连续刚构桥的特点和发展现状(重庆交通大学土木建筑学院,重庆 400074)摘要:连续刚构桥是一种常见的大跨度桥梁的桥型,在这里对其特点以及国内外的发展现状进行了简要的介绍,其主要特点是无伸缩缝、行车平顺、墩梁固结、抗震性能良好等。
关键词:连续刚构桥特点发展现状Continuous rigid frame bridge characteristics and development status Abstract:The continuous rigid frame bridge is a common long-span bridges, this is a brief description that its characteristics and development status at home and abroad, its main feature is no expansion joints, driving comfort, pier beamsconsolidation,good seismic performance and so all.Key words: continuous rigid frame bridge characteristics development status1 总述随着国民经济及现代化交通运输事业的快速发展,大跨度桥梁日益增多。
大跨径预应力连续刚构桥正适应了桥梁建设的需要。
预应力混凝土连续刚构桥在体系上属于连续梁桥。
连续梁桥是一种古老的结构体系,它具有变形小,结构刚度好,行车平顺舒适,伸缩缝少,养护简单,抗震能力强等优点。
但由于施工方法限制,50年前的连续梁跨径均在百米以下,随着悬臂、悬拼等施工方法的出现,产生了T型刚构。
上个世纪60年代,跨径在100~200m范围内,几乎都是大跨径预应力混凝土梁桥为优胜方案。
早期有典型意义的桥梁便是联邦德国1953年建造的霍尔姆斯桥和1954年建造的科布伦茨(Koblenz)桥,然而这种结构由于中间带铰,并对混凝土徐变、收缩变形估计不足,又因温度等因素影响使结构在铰处形成明显的折线变形状态,对行车不利,因此对行车有利的连续梁式刚构桥型出现了。
浅谈连续刚构桥的发展及主要存在的问题摘要::随着我国交通建设的迅速发展,连续刚构桥施工技术趋于成熟,但连续刚构桥成桥后也普遍存在“跨中挠度过大”、“混凝土开裂”等质量问题,综合分析研究我国连续刚构桥发展现状,探讨连续刚构桥建设的优化和更新,并提出相应的对策。
关键词:连续刚构桥;发展;问题
一、连续刚构桥的发展
随着我国科学技术的发展,传统的工业水平的提高,桥梁建筑技术发展很快。
一座座跨江大桥,现代公路天桥,城市高架桥,以及更长的跨海大桥和轻轨交通高架桥,像一条条的“彩虹”使得天堑变通途。
并逐步建成了一个综合运输网络,大大提高了交通现状,拉动了我国国民经济的发展,方便了人们的生活。
在这些桥梁中不仅有华丽富贵的斜拉桥;华丽富贵气势雄伟的悬索桥;体形优美,历史悠久的拱桥;也有简洁美观的外表,且适应性强、施工方便、投资小、效率高的大跨度连续刚构桥。
刚构桥是什么呢?传统的桥梁施工多用费时、费工的满堂支架法,这种方法对于中、小跨径的桥梁尚能适应,但对于大跨径及特大高度、水深较深的桥梁施工显然不适应。
1953年原联邦德国建成的沃伦姆斯桥,主跨114.2米,施工时引进了悬臂施工法,基本解决了施工中的难题,而且发展了预应力混凝土结构t 形刚构,对其他桥梁产生了深远的影响。
1964年联邦德国又建成了主跨为208m 的本道夫桥,不仅显示出悬臂施工法的优越性,而且在结构上又有
创新,形成了连续刚构体系。
80年代后世界各国建造了多座不带铰的连续刚构体系,发展了连续刚构体系,其中以1985年澳大利亚建成的主跨260m的门道桥,挪威1998年底建成的主跨为298m的ralf sundet桥最为著名。
在我国,1988年由我国设计的第一座主跨180m大跨径连续刚构桥—广东洛溪大桥建成通车后,连续刚构的突出优点使得这种桥型在我国得到了广泛应用与推广。
1997年我国建成了主跨为270m的虎门大桥辅航道桥将连续刚构—连续体的跨越能力体现到极致。
二、连续刚构桥要解决的常见问题
在我国连续刚构桥的数量日趋增多,目前部分桥梁设计师对连续刚构桥设计思想、连续刚构桥施工质量的制约及长期处于超限运输状态等原因,导致连续刚构桥出现问题数量较多,通过对国内已建成的大跨径连续刚构桥梁调查的来看,我国建成的大跨径连续刚构桥梁中,出现的问题主要有以下几种:(1) 箱梁腹板、底板产生裂缝;(2) 墩顶0 # 梁段开裂;(3) 桥墩墩身裂缝;(4) 跨中挠度过大。
(一)混凝土开裂的原因
目前,我国大跨径连续刚结构桥建设中,如果在主桥总体设计、结构设计、对温度应力、混凝土强度、施工质量等方面存在问题,就有可能会出现混凝土开裂的情况,如箱梁竖向开裂、箱梁底板纵向开裂、箱梁腹板出现斜裂缝等;箱梁裂缝主要表现为纵向裂缝、弯曲裂缝、弯曲剪应力裂缝和主拉应力裂缝。
1.箱梁腹板截面几何尺寸偏小,为了减少结构自重,对于宽箱梁,多数桥梁腹板仅仅是由构造决定其厚度,这导致截面抗剪能力储备不足。
2.主梁梁体非预应力钢筋配置不足, 也会导致砼的开裂。
3.墩柱的约束过大,导致主梁开裂。
4.箱梁抗剪能力不足有关的斜裂缝。
5.温度应力导致的开列。
6.基础不稳定,地基的不均匀沉降也是桥梁产生裂缝的原因之一。
7.材料质量砼的水泥及骨料品种、材料级配、钢筋的质量等问题,都会对结构有一定的影响。
超载的影响。
8.支座的形式也可以导致开列,现有的设计往往只注意纵向支座的固定或者滑动类型,但不注意横向,往往把横向都设置成固定的,很容易导致开列。
9.完工后控制裂缝的措施。
(二)墩顶0 # 梁段
1.箱梁0 # 梁段的横隔板的厚度不宜太厚,应尽可能与顶板、腹板的刚度匹配。
2.箱梁0 # 梁段的竖向预应力可延伸至墩顶以下5~10 m ,以改善墩、梁交接处的受力。
3.设置足够的底板钢筋,必要时设置临时预应力。
4.在箱梁0 # 梁段的内、外主筋的表面设置防裂钢筋网片,同时
箱梁0 # 梁段的混凝土中可加入抗混凝土开裂的杜拉纤维或钢纤维,以提高结构的抗裂性能。
(三)桥墩墩身裂缝
设计中除了配置足够的受力钢筋外,尚应在主筋的外表面设置
防裂钢筋网片,同时在混凝土中加入一定的抗裂防水膨胀剂。
(四)跨中区段下挠幅度过大
跨中区段下挠幅度过大, 已在我国的多座大跨径连续刚构桥中出现, 但由于其原因还没有一致结论。
跨中区段下挠幅度过大的原因应该有以下几个方面:分束张拉和预应力孔道注浆不饱满造成预应力前后期损失大;对高标号混凝土的收缩、徐变的考虑不足,且在施工中预拱度的设置存在偏差。
解决跨中区段下挠幅度过大的问题应注意以下几个方面:适当增加梁高,提高结构的承载能力;设置足够的施工预拱度;应力松弛的影响,增加底板预应力束,并采用分批张拉,部分底板预应力束可滞后1 年左右的时间,待混凝土完成一定的收缩、徐变后再张拉;在中跨底板适当设置体外备用钢束,待需要时进行张拉;延长混凝土的加载龄期,减少徐变对结构的影响;利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移,减少饶度。
三、结束语
一座成功的桥梁主要由优秀的设计、高质量的施工、精心的后期管理和维护等因素决定,虽然连续刚构桥不论在设计方面还是在施工方面,都有较为成熟的经验,而且在国内建成较多,但由于目
前对连续刚构桥梁认识的局限性,很多大跨径连续刚构桥均出现了不同程度的病害。
如何克服和尽量减少病害的产生,是目前在设计与施工过程中急需解决的问题。
参考文献
[1]江 .连续钢构桥施工关键技术研究[d].同济大学, 2006.
[2]陈浩.大跨高墩连续刚构桥的稳定性分析[d].西南交通大学, 2007.
[3]杨军,李坚.预应力混凝土箱梁桥常见结构裂缝分析与设计对策[j].上海公路, 1997.。