高墩大跨连续刚构桥的病害及其对策措施

　　摘要：本文将针对这些出现的常见问题进行阐述分析，并对造成的桥体危害提出相应的对策措施。
　　关键词：连续刚构桥；危害；对策措施
　　
　　一、 连续刚构桥的常见问题产生的原因及其病害
　　目前，国内连续刚构桥的发展迅速，相关技术也比较成熟。在桥梁工程领域广泛应用预应力计算体系，使得桥梁在性能、造价成本、安全系数等各方面都相对优于其他桥梁体系。但在实际使用中仍出现诸多显著的病害。
　　（一）桥体跨中下挠。
　　1.对混凝土的收缩认识不到位。很多桥梁在施工完成后，主梁的混凝土收缩造成桥体跨中下挠。但现役的连续刚构桥出现，正常下挠后，再出现严重的下挠。在桥梁建设前期，没有充分认识到混凝土的徐变性具有极大的随机性，造成混凝土预应力的损失使得桥梁的刚度下降。从而桥梁出现桥体下挠的病害。
　　在连续刚构桥的设计之初，设计者一般为了减轻主桥梁的自重，都会在桥梁施工时使用高强度的薄板作为主梁。而其实，在实际的数据中可以知道，加载的时间限制对桥梁混凝土的徐变度也有非常大的影响，桥梁的主梁一般在3天后就开始桥体预应力的加载，形成桥梁的整体。于是由于浇筑凝固期时间缩短的缘故，使得混凝土的徐变的量增大，桥体的主梁下挠严重。
　　2.桥梁在前期设计中，计算的模型不够完善。对桥梁在不同部位温差的考虑也是影响预应力的损失的因素。目前国内在温差模型上采用三角模型，而该模型在理论值和实际测量值存在较大差距。经一些国外桥梁专家分析：桥梁的温度分布呈现出非线性的分布，箱梁出现顶板的温度高于底板的温度现象。现行的三角温度模型过于简单，在理论与实际存在较大偏差，使得桥梁的设计存在一定的病害因素，造成桥体的不安全。
　　3.在对现役大桥的监控数据分析可以知道，桥体的预应力增大，可以很好的减少混凝土的徐变。如果在桥梁施工时，预应力过小，混凝土的徐变加大，造成桥梁的预应力在桥梁下挠过程中损耗变大。这种循环相扣的因素，两者一方出现病害，都会加剧另一方的病害，最终结果就是桥梁下挠数值加大。
　　（二）桥体出现裂缝。在现役桥梁中不同程度的出现：横隔板裂缝、纵向和垂直面等裂缝。
　　1.对于目前的高墩大跨桥，在主桥梁段都会设计竖向的拉力钢筋，这样很好的减小了硕长的主桥梁的预应力的消耗。然而在拉力钢筋的设计施工时，一般采用纵向预应力的设置方法，尽量减少了钢筋的弯曲，甚至取消了预应力的下弯，减少预应力施工时的损耗。但是，这种做法却引起另一个病害。预应力的下弯减少，使得钢筋的竖向预应力效果并不明显，底板的拉力过大，造成桥梁的底板出现裂缝。
　　2.桥墩顶端的横隔板是桥墩和桥面的连接部分，具有重要的作用。在现役的高墩大桥来看，这部分的受力是非常的复杂。横隔板的各个部位的受力点不均衡，在大桥的使用中，由于温度、负载的原因，很容易造成大桥的该部位较小裂痕的出现。随着使用年限加长，负载量加大都会再进一步使得这些裂痕逐渐扩大到横隔板开裂的严重后果。
　　3..在目前的桥梁设计中，主要考虑纵向和垂直向的预应力。忽视来桥梁本身自重、混凝土温度变化造成的复杂受力机制。使得桥体在实际的使用过程中受力不均衡，造成桥体出现不同程度的裂痕。
　　4..在施工当中，由于人为的施工不当，造成桥梁在工程阶段就出现预应力的损耗，造成桥体的下挠，混凝土结构发生裂缝。造成梁箱部分的严重裂痕。
　　二、病害应对措施
　　（一）在应对桥体下挠的问题方面：
　　1.高墩大跨连续刚构桥，在施工时，是分段、长时间的进行。在施工过程中，由于桥梁自重、混凝土徐变等都会造成施工早期出现在竖向方向偏离设计较大位移。这些竖向的位移都会造成桥梁的下挠。所以在设计时人为的增设预拱度来抵消下挠是十分必要的。人为增设预拱度的设置主要包括：施工预拱度和后期桥梁（成桥）预控度的设置两部分。而桥梁的总预拱度=施工预拱度+后期桥梁预拱度。
　　（1）施工期的预控度设置
　　施工预拱度是指在施工过程中，由于桥梁自重、挂篮等原因造成的桥体下挠数值。在下挠数值计算时采用：（桥梁自重+预应力损耗）乘以[1]公式求得。其中是混凝土的徐变系数。
　　而在现行的桥梁公路中规定：当桥梁自重和负载产生的竖向下挠度小于计算跨度的1/1600时，可以考虑不设置预控度，超过了就必须设置相关合理的预控度。
　　（2）后期桥梁（成桥）预控度设置
　　后期桥梁（成桥）预控度设置是指大桥落成后，在实际运行过程，由于载重、混凝土徐变等原因造成的桥体下挠的数值。在对桥梁的后期预拱度的计算上还未有一套可行的拟合模型。目前的计算都是在理论基础上进行的，根据相关的统计数据可以知道，最大预拱度的取值应该在桥梁长度的10/10000~12/10000。再利用国内较常用的二次抛物线法对后期桥梁预拱度进行分配。
　　2.桥体的下挠很大程度上由于桥体在使用过程中受力不均衡造成的。桥体在设计时应该考虑到桥体的整体受力情况和该桥所在地区的交通情况，设计承载力合理的方案。
　　3.在施工时，减少施工的不当造成大桥在施工时的下挠。比如在浇注时不正当操作，使得浇注不均匀，大桥整体受力不平衡。甚至出现桥面倾斜的现象。这些都将造成桥体中跨下挠。
　　（二）在裂缝的控制方面：
　　1.在桥梁的设计上，重视桥体的整体的受力设计。以往不完善的只对纵向和垂直向的考虑，使得桥体在使用中出现不均，出现混凝土结构变化的情形；考虑桥梁下挠对裂痕的影响，很大程度上裂缝的出现都是由于桥体不正常下挠，超出混凝土的承受力；施工过程中的一些影响因素在设计时就考虑进去。尽量的增大桥梁的预应力，和减少预应力的损耗。
　　2.作为关系经济发展、民生的大型工程，相关部门应加大管理力度，规范工程施工。杜绝因赶工、不正当施工造成的桥梁损害。确保桥梁的交付使用时间，符合桥梁的安全规定。
　　3.严格控制桥梁的承载能力，防止超载车辆的通行，对保护桥体是非常重要的。现役的一些大桥的安全隐患，往往由于车辆超载，容车辆大大超出大桥的陈承受力，使得大桥在疲惫中运行，桥面很容易出现断痕等严重的桥体问题，造成严重桥体损坏，使用寿命减短。
　　三、 结语
　　进过对刚构桥各方面的系统分析，我们可以看到，连续刚构桥梁不仅在使用性能和安全上优于其他桥梁体系，而且在美观上符合现在城市发展的需要。但从中存在的缺陷，比如桥梁的下挠、梁箱部位的裂缝，不能忽视。应该开拓创新，经对缺陷和存在的技术问题进行科学的分析，做到经过技术的研究，相关技术领域的完善，使得连续刚构桥的安全性和实用性更加符合国家交通事业的发展和国民经济的增长。
　　
　　参考文献：
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　　[2]谢飞.连续刚构桥的主要病害及其成因机理分析[J].科学之友；2011（07）
　　[3]李小国；沈典栋；王解.大跨连续刚构桥箱梁横向温度效应分析[J].公路工程；2011（02）
　　[4]詹建辉.特大跨度连续刚构主梁下挠及箱梁裂缝成因分析[J].中外公路；2007（02）

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