现浇钢筋混凝土连续箱梁桥技术问题的探讨
2011-07-25马冬云
马冬云
现浇钢筋混凝土连续梁桥是广泛使用于公路工程的一种桥型。其就地浇筑施工方法是在门式支架预压后安装模板,绑扎及安装钢筋骨架,在现场浇筑混凝土,从而完成桥梁施工。近年来随着门式支架、万能杆件系统的大量应用,此桥型相对于预应力混凝土连续箱梁,具有造价低,特别是在互通区匝道桥被广泛采用。现浇钢筋混凝土连续箱梁桥对门式支架的要求极为严格,因为不仅要求承受桥梁的大部分恒载,自身必须具有足够的强度和刚度,构件结合要紧密,并预留预拱度,同时支架的基础应可靠,使支架成为牢固的整体。在本文中未涉及支架的计算、施工等方面问题,但如出现质量问题,在分析原因时支架是必须考虑的一个重要因素。
1 桥梁质量缺陷情况
1. 1 实例桥型简介
本文所列举为出现裂缝缺陷的一座城市快速路上的钢筋混凝土连续梁桥,位于某城市快速路的一个互通区内,该互通立交工程采用四层全定向涡轮式互通立交形式,其中第一层ES匝道第一联0号~2号墩为2×22.5 m钢筋混凝土等截面连续箱梁。
1. 2 存在质量缺陷情况
在桥梁浇筑完成后3个月(尚未浇筑桥面铺装及防撞护栏),发现0号~1号墩第一孔梁出现裂缝,随后业主委托咨询单位现场调查,发现顶板、腹板、底板出现横向裂缝74条,其中裂缝宽度大于0.15 mm共有3条,距离0号台8.7 m处,底板裂缝宽约0.20 mm,腹板裂缝宽0.20 mm;距0号台10.9 m 处,腹板裂缝宽0.20 mm。
2 设计审核情况
2. 1 截面承载能力验算
应业主要求对0号~2号墩箱梁进行截面验算。该连续箱梁跨中横断面形式见图1。
1)计算模型。本桥各控制截面内力用平面有限元程序GQJS进行计算,全桥共分48个单元,49个节点。
图1 0号~2号墩箱梁跨中横断面图(单位:m)
2)计算参数。全桥采用40号混凝土,计算参数取值如下:
3)荷载组合。主要计算荷载如下:
恒载:箱梁自重、栏杆、桥面铺装;
验算活载:汽车荷载、温度荷载(顶底板正温差20℃、负温差-10℃)、支座沉降2 cm。
表1 0号~1号墩箱梁控制截面最不利内力
荷载工况如下:
荷载组合工况:恒载+汽车+温度荷载+支座沉降。
4)截面承载能力验算,结果见表1,表2。
表2 荷载组合汇总
2. 2 计算书复核
ES匝道桥0号~1号墩计算书复核结果见表3。
表3 ES匝道桥0号墩、1号墩计算书复核结果
从表3复核结果:跨中弯矩设计值比复核值大25%左右,支点弯矩设计值与复核值误差值在5%以内,且经复核认为ES匝道桥0号~1号墩箱梁截面强度及裂缝验算宽度满足规范要求。
表4 工况1腹板测点在各级荷载作用下挠度一览表
2. 3 施工图审核
表5 试验荷载作用下裂缝宽度记录表
1)底板正弯矩钢筋锚固长度偏短,应适当加长并与负弯矩钢筋有交叉范围;2)角隅钢筋Φ12@200偏稀,宜选用Φ12@150;3)底板顶⑦筋偏细,宜由Φ12@100改为Φ14@100。
3 荷载试验
业主委托有资质的公司进行荷载试验。箱梁试验过程中挠度及裂缝变化情况见表4,表5。
4 结语
1)在荷载试验过程中,桥跨结构始终处于正常的弹性工作状态中,各工况试验荷载作用下,桥跨结构各主要控制截面的挠度、应变等测试指标均满足现行规范的有关规定,桥跨结构的竖向刚度、承载能力均达到了设计及现行规范要求。
2)建议:荷载试验是检验结构承载能力最直接、最有效的手段,但由于不能反映结构长期反复荷载作用和疲劳的影响,以及今后材料恶化、荷载变异等影响,建议在适当时机对箱梁的裂缝予以封闭和灌浆处治。
[1] JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准[S].