荷树栋大桥桥面裂缝成因分析及处理措施.pdf

第25卷第5期 南方 台金学院学报 Vo1．25．No．5 2004年 10月 JOURNALOFSOUTHERNINSTITUTEOFMETALLURGY oct．．2004 荷树栋大桥桥面裂缝成因分析及处理措施 舒前军。王文胜 (江西省赣南公路勘察设计院，江西赣州，341000) 摘 要：荷树栋大桥是一座主孔60m的钢筋砼箱形拱桥，在建成使用后不久即出现桥 面开裂现象．根据该桥建成后的结构特点，建立其受力模型，通过计算分析了其桥面裂 缝产生的成因，并提出了相应的处理意见． 关键词：拱桥；桥面铺装； 裂缝 中图分类号：U443．31 文献标识码：A 文章编号：1007—1229(2004)05-0059-03 1 工程概况 荷树栋大桥位于于都县与会昌县交界处，是323国道瑞金至江12I段上一座重要的大桥．由 于该桥为一跨越山涧的大桥，因此，桥高不受洪水标高限制仅服从路线需要．桥中心桩号为 K42+942．桥梁全长113．5m．全桥由--E：主孔和六孑L附孑L组成，主孑L为60m的钢筋砼箱形拱桥， 为配合地形，增强桥梁美感，附孑L采用了与主拱圈上的腹拱相同结构的实腹式钢筋砼板拱．同 时，为适应拱圈及桥面变形，在桥梁两端即主拱圈主立柱两边设置了6条伸缩缝，靠近主拱圈 主立柱两端的腹拱圈设为三铰拱。并在相应的位置设置了变形缝，全桥布置如图1_ 图1 大桥立面布置图 桥址处地质情况较简单，有三层地质结构．地表覆盖层为土，厚0．5—2m不等，第二层为中风 化至强风化石英砂岩，该层的岩层节理发育，地基承载力较低，第三层为微风化砂岩，岩层呈巨 厚状，基岩强度高，地基承载力较高，达到1．5MPa，可以作为桥梁基础持力层． 2 裂缝产生的过程及发展情况 该桥桥面铺装层在浇筑完成一周后出现裂缝，在使用后，裂缝逐渐增多，裂缝主要出现在 收稿日期：2004—04—15 作者简介：舒前军(1971一 )，男，工程师 南方冶金学院学报 2004年1O月 两端桥台的小拱拱顶附近．经过认真仔细的检查，桥台及主、腹拱拱圈均未发现异常裂缝．后用 人工对裂缝部位凿开检查，发现裂缝仅发生在铺装层，裂缝深度为8一lOcm，拱顶填料均未出现 裂缝． 根据检查情况，初步分析认为：①该桥在大吨位车辆的荷载作用及温度升降而产生的内力 共同影响下，拱圈挠度变化较大，从而导致桥面铺装层开裂；②桥面铺装层钢筋布置位置不够 合理，钢筋网太靠近拱顶，难以达到防裂作用，故因砼收缩而产生裂缝． 根据以上分析决定凿除桥面铺装层，重新浇筑铺装层．钢筋网布置采用双层06一级钢，钢 筋网眼为lOcmxlOcm，砼标号提高到40号．在重新浇筑一周后，桥面又出现了类似的裂缝，裂缝 产生的过程、位置、形状与第一次的非常相似． 3 裂缝产生的原因分析 由于该桥两次出现相同的裂缝，建设业主对此引起了高度重视，专门向省内外有关专家进 行了咨询，分析了裂缝产生的原因，并通过计算机来模拟该桥的实际受力情况，分析其原因主 要有以下2点． (1)由于该桥受到施工期限的约束，为加快施工进度，拱上填料由原设计的手摆拳石改为 15*片石砼，且填料与拱圈间未设置隔离层．由于拱上填料已由柔性材料变成刚性材料且与拱圈 连成了一个整体，刚度大，约束了拱圈的变形．该桥跨径大，在温度及荷载的作用下不可避免地 会产生较大的变形[1]．由于桥面填料与拱圈连成了一个整体，拱圈的变形不能得到充分释放，再 加上该桥为一超静定结构，在拱圈的变形影响下，结构会产生较大的内力，容易在比较薄弱的 腹拱顶产生裂缝． (2)在进行腹拱施工时，拱上填料中的砼已将端腹拱上的变形缝及伸缩缝堵塞，所以，设置 的变形缝及伸缩缝失去了作用，使整个桥梁的受力情况完全改变，情况更加恶化．根据电算结 果，在结构整体温度上升 20c(=r2]并受到汽车荷载的作 用下，若变形缝及伸缩缝失 去作用，那么桥面系受到的 轴向力可达到6000t(计算 结果见图2)，同样，当温度 下降时，结构也同样受到相 当大的拉