第３７卷第２０期 ２ ０ １ １年７月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 ＶｏＩ．３７ Ｎｏ．２０ Ｊｕ１．２０１１ ・１９１・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１１）２０—０１９１—０２ 深受弯盖梁裂缝成因分析及处理对策 王建华 摘要：从设计计算与施工变形两方面分析了典型的深受弯盖梁的裂缝病害的成因。利用横向分布影响线的方法验算 了盖梁关键截面，考虑了施工阶段支架变形对裂缝宽度与发展的影响，并针对病害进行了现场检测，根据分析结果提出 了具体的维修加固措施。 关键词：深受弯盖梁，裂缝，横向分布影响线 中图分类号：Ｕ４４５．７１ 文献标识码：Ａ 公路桥梁中过渡墩由于承受主、引桥的共同作用，受弯矩和 受的作用力主要为引桥上部结构引起。 剪力作用较大，多采用截面高度较大的盖梁，当盖梁跨高比在２．５ 分析时，首先得出引桥在各种荷载组合作用下的支座反力， 和５．０之间时，便属于深受弯构件的短梁，但未进入深梁范围 Ｊ。 以确定盖梁的受力情况。验算截面为盖梁两墩柱中间截面以及 主桥的支座一般布置在过渡墩柱顶处，因此盖梁内力主要受引桥 盖梁在墩柱顶位置区域截面。 简支梁的活荷载作用的影响。本文便针对典型的深受弯盖梁的 裂缝进行了分析，提出了可行的加固措施。 １ 设计概况与病害介绍 １．１ 盖梁设计与施工概况 大桥主桥上部结构为下承式系杆拱桥，引桥为预应力混凝土 空心板梁桥。主墩为三柱框架式桥墩，墩柱为两端圆端形，墩柱 １）上部结构恒载作用。上部结构恒载与活载作用对盖梁截 面产生的内力分别计算，上部结构恒载的作用力通过支座传给盖 梁，计算假设每片板梁下有一个支座，计算图式见图２。 上方为盖梁。盖梁为长１８．５ ｍ，宽２．５ ｍ，高１．０ ｍ的钢筋混凝土 结构。 １．２盖梁病害 主桥过渡墩盖梁的负弯矩区域存在严重的竖向裂缝病害，裂 缝宽度最大为０．５ ｍｍ。裂缝的长度基本与盖梁高度相同。该种 图２恒载计算图式 ２）上部结构活载作用。ａ．计算各主梁横向分布影响线。ｂ． 竖向裂缝的性状和分布具有共性。在盖梁的底面还存在间距 计算盖梁中截面以及墩顶截面的弯矩和剪力影响线，查各主梁对 ３０ ｃｍ一５０ ｃｍ的横向裂缝，裂缝宽度小于０．１ ｍｍ，此外盖梁存在 应位置的影响线数值。ｃ．将各主梁横向分布影响线分别放大 下挠现象，中间底面较两侧支撑处底面低２ ｃｍ左右，病害见图１。 倍并对应迭加 Ｊ，即生成盖梁中截面弯矩横向分布影响线Ｇ４． ＝ 盖梁 裂缝一０． ５ 裂缝＿ Ｉｍ ７５５酝 瞳９１００．２ ／、 ｆ 一，裂捌 ：Ａｏ ４ ，女日：Ｃ４，２： ：Ａ ’７４ｆ＝０・１１９×０．６３５＋０．１０４× １．０１６＋０．１１４×１．４２２＋Ｏ．１１８×１．８６２＋０．１０５ ｘ １．３４４＋０．０８５× － ｌ ＩＩ ９１０ 散 瓶７５５一『 Ｉ 瞳 腰 ¨Ｉｌ 啊 ０．８７９＋０．０７×０．４７４＋０．０５７×０．１３８ ６＋０．４７ ０Ｘ（一０．１１８ ２）＋ ０．０３９×（－０．２９６ ５）＋０．３２×（－０．４００５ １）＋０．０２７×（－０．４５２ ９）＋ ０．０２４×（一０．４４９）＋０．Ｏ２１×（一０．４０２ ３）＋０．０１９×（一０．３２１ ８）＋ 注：北岸主墩裂缝（裂缝单位：ｍｍ，构造单位：ｃｍ） 图１主墩裂缝分布图 ０．０１９×（一０．２１６ ６）＝０．７８９ ７。盖梁中截面弯矩横向分布影响 线见图３。ｄ．对盖梁中截面弯矩横向分布影响线用动态规划布 载，取三车道时，其最大荷载横向分布系数／／７，。＝１．４８５ ３，三车道 折减系数０．７８，得／７７， ＝１．４８５ ３×０．７８＝１．１５８ ５。而两车道计算 时该横向分布系数为ｍ ＝１．３９６ ４。ｅ．依上述ｆｌ，．一ｄ．步骤算出盖 ２病害原因分析 根据裂缝所处位置，裂缝宽度与深度可从两方面对其分析： 一方面盖梁裂缝所处的区域为正负弯矩较大的区域，因此需 梁截面在支点处的横向分布系数ｍ ＝１．１３１ ７。 要对盖梁进行结构验算分析，以评价盖梁正常使用状态下的承载 能力。 根据支点反力影响线和横向分布系数沿纵向的变化，求出盖 梁中截面由上部结构活载作用下的弯矩，并求出计算截面的剪 ３）截面验算。计算得出盖梁中间截面下缘出现裂缝，宽度为 范的要求。 另一方面由于施工盖梁采用支架现浇的方法，而该盖梁混凝 力。通过内力验算满足规范要求。 土的浇筑量较大，施工时若支架预压效果较差，可能引起跨中混 柱位置盖梁顶部两侧开裂，并随着荷载的作用而逐渐发展。 ５７ ｍｍ，均满足规 凝土下挠，墩柱较盖梁的刚度大，约束了盖梁的变形，引起盖梁墩 ０．１０８ ｍｍ，而墩顶截面上缘出现裂缝宽度为０．１２．１ 结构验算分析 主墩盖梁同时承受主桥与引桥上部结构的力作用，主桥的支 ２．２施工阶段支架沉降分析 盖梁下挠现象明显，考虑到施工支架的预压不充分等原因可 座均放置于墩柱顶部，其作用力直接由墩柱承担，因此盖梁所承 能引起盖梁中部分下沉而产生裂缝。分析假定混凝土强度达到设 收稿日期：２０１１—０３－２０ 作者简介：王建华（１９７０－），男，助理工程师，醴茶高速公路建设开发有限公司，湖南株洲４１２００７ ・第３７卷第２０期 １９２・ ２ ０ １ １年７月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．２０ Ｊｕ１． ２０１１ 文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）２０－０１９２—０３ 弦杆支点处沉降作用下刚架拱桥受力分析对比 鄢摘真谌乐强 要：以江西省宜春市老袁河大桥（刚架拱）加固提载工程为例，依据大桥的病害及其成因，加固前桥梁结构理论计算 分析结果，重点研究了弦杆支点处沉降作用对刚架拱主拱片各控制节点的内力影响，对类似桥梁有借鉴和参考价值。 关键词：桥梁工程，刚架拱，弦杆，支点沉降，有限元分析 中图分类号：Ｕ４４８．２２ ’ 文献标识码：Ａ ０ 引言 钢筋混凝土刚架拱桥是在双曲拱桥、桁架拱桥、肋拱桥和斜 点…，故在我国２０世纪８０年代被大量的修建。实践证明，它们 中的大多数经过加固维修是可以继续安全使用的，甚至能够经过 腿刚构桥的基础上，结合我国拱桥特点及无支架施工经验而发展 加固提载来达到更高的设计标准 Ｊ。本文以江西省宜春市老袁河大桥（刚架拱）加固提载工程为 起来的一种桥型，由主拱腿、实腹段、腹孔弦杆、斜撑和横系梁等 着重介绍通过计算软件分析大桥不同桥跨的弦杆支点处沉降 构件拼组而成裸肋，然后在其上安装带有加劲肋的微弯板和悬臂 例，板，并通过现浇混凝土桥面与裸肋结成整体组合结构。该桥型具 值的变化对刚架拱主拱片各控制节点的内力值影响，从而达到对 有自重轻、材料省、整体性能好、外形美观、装配化程度高等优 应病害特征采取有效加固提载措施的目的。计强度的６０％一８０％时，盖梁中间区域支架下沉５ ｍｍ一１５ ｍｍ， 混凝土应变最大在１５ ￡～２０ ，说明在汽车荷载作用下，裂缝 计算其对盖梁的影响。 中间截面将产生正弯矩，墩柱顶截面产生负弯矩，此时，中截面下 缘和墩柱顶截面上缘的裂缝宽度较小，但拆除支架后，盖梁在自 重作用下引起的裂缝宽度增大，桥梁运营后，由上部结构对盖梁 宽度变化较小，但其变化方向一直交替进行，长期作用必将使裂 当施工阶段两墩柱中间区域支架下沉５ ｍＥ～１５ ｍｍ范围时， 缝宽度增大。图４给出了一跨裂缝处的应变随时间的变化。 的作用又进一步增大了裂缝宽度。事实上如果施工期裂缝出现 后，盖梁的耐久性会有所下降，根据现场情况可知，盖梁处漏水现 象明显，更加剧了裂缝的发展，因此墩柱顶的宽度较大。 图４测点应变随时间变化图 ４结语 该过渡墩深受弯盖梁在正常使用极限状态下，中截面下缘和 墩顶截面上缘裂缝宽度均满足规范的要求。但考虑施工阶段支 架产生变形后的分析表明裂缝不满足要求。此外在汽车荷载作 用下，裂缝宽度一直在变化，长期作用将使其不断增大。维修加固 时可以先对裂缝进行封闭灌浆处理，然后在底面粘贴碳纤维布或钢 板，同时在墩柱和盖梁交接处粘贴斜向钢板以扩大抗剪承载力。 图３盖梁中截面弯矩横向分布影响线 参考文献： ３现场检测与应变测试 为检测盖梁裂缝在外荷载作用下是否继续发展，对盖梁裂缝 区域进行了混凝土应变测试。 ［１］ＪＴＧ Ｄ６２－２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计 规范［Ｓ］． ［２］林灿文．公路盖梁计算新方法［Ｊ］．建材与装饰（下旬－？ｌｊ）， ２００７（７）：３５３．３５４． 连续测试接近４０ ｒａｉｎ，由测试结果可知，混凝土应变变化较小， Ｃａｕｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｄｅｅｐ ｂｅｎｄｉｎｇ ｃａｐ ｂｅａｍ ｃｒａｃｋ ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｈｕａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｂｅｎｄｉｎｇ ｃａｐ ｂｅａｍ ｃｒａｃｋ ｃａｕｓｅｓ ｆｒｏｍ ｔｗｏ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｕ— ｓｉｎｇ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｌｉｎｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｔ ｃｈｅｃｋｓ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｐ ｂｅａｍ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｓｕｐｐｏｆｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎ ｃｒａｃｋ ｗｉｄｔｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ，ａｎｄ ｃａｒｒｉｅｓ ｏｎ ｆｉｅｌｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐ ｂｅｎｄｉｎｇ ｃａｐ ｂｅａｍ，ｃｒａｃｋ，ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｓｔｉｂｕｔｒｉｏｎ ｉｎｌｕｅｎｃｉｆｎｇ ｌｉｎｅ 收稿日期：２０１１—０３．２０ 作者简介：鄢 真（１９８６．），男，助理工程师，江西中煤建设集团有限公司，江西南昌 ３３０００１ 谌乐强（１９８６．），男，工程师，江西中煤建设集团有限公司，江西南昌３３０００１