桥面板裂纹分析及处理措施.docx

桥面板裂纹分析及处理措施薛彦中(太原市市政工程设计研究院,山西太原030002)摘要:对桥面板出现裂纹的情况进行了原因分析,并通过对开裂截面处的结构复核确定对该截面的加固补强或对裂纹的装饰修补。关键词:梁板;裂纹;试验;处理中图分类号:U445.71文献标识码:A文章编号:100623528(2002)0220046202引言的集中力为172.12kN·m。为使集中力在板跨中横向均匀分布,用一分布小梁放在跨中,梁下用水泥砂浆垫平。1.2.2测试项目1.2.2.1跨中挠度为了正确测定梁板受力后的挠度,在2支座处各安装1个百分表,跨中安装1个±60mm量程的差动式位移传感器,传感器的计算系数事前用瑞士产校正仪标定。1.2.2.2应变测量为了判定跨中最大弯矩处混凝土是否产生裂纹,在板跨中两侧下边预应力筋中心位置沿纵向连续贴3个150mm标距的电阻应变片。为了判定板在荷载作用下受力性能,在跨中板两侧受压区距边缘2cm处每太原市向阳店桥为5—16m预应力简支梁桥。简支梁梁板厚70cm,中板宽103cm,边板宽114cm。构件公司生产的16m先张预应力混凝土梁板已安装到桥上后,监理工程师发现有一部分梁板板下部中间有纵向裂纹,最长裂纹达2m,板上部有横向裂纹。根据报验资料,混凝土强度达到了设计强度等级C40,预应力钢绞线合格,预应力张拉值满足设计要求。为了确定这些存在裂纹的梁板能否使用,经建设单位、设计单位、监理单位及构件生产单位有关负责人研究,决定抽检1块裂纹较为严重的梁板进行结构性能试验。1试验方法为了结构的安全使用,我们委托太原理工大学土木工程检测中心对上述出现裂纹的梁板进行试验。结合现场情况,制定了梁板试验的原则:检验荷载按计算数值分别进行跨中弯矩试验和支点剪力试验。加载到计算要求的内力时,观测梁板控制截面是否出现新的裂纹。加载设备采用瑞士产Amsler液压千斤顶。1.1支承条件为使梁板受力情况接近实际,用该工程的叠层橡胶支座作为试验支座,每边2个支座。跨度方向支座中心距为15.6m,横方向支座中心距为0.55m。1.2弯矩控制试验试验梁板为中板、正板。1.2.1试验荷载侧贴150mm电阻应变片2个,测定受压区混凝土应变,在受拉区预应力筋中心位置沿纵向每侧安装标距500mm的传感器1个,测定受拉区混凝土应变。应变片和位移传感器用日本产7V08数据采集系统测读。1.2.3试验程序分5级加载,每级荷载加载后持荷10min,全部荷载加载后持荷30min,然后慢慢卸到零。挠度和应变读数,加载前读初读数。每一级荷载加载后读一次数,持荷结束后再读一次数。荷载卸到零后停10min再读一次数。每级荷载加载后仔细观察混凝土受拉区是否出现裂纹。1.3剪力控制试验1.3.1试验荷载根据设计图纸,最不利情况下支点剪力为设计图跨中弯矩为986.19kN·m。计算得板自重弯矩为314.94kN·m。试验荷载需加弯矩671.25kN·m。在跨中加一个集中力,产生需加弯矩收稿日期:2001212228作者简介:薛彦中(1969-),女,山西大同人,工程师,1990年太原工业大学工程力学专业毕业。2002年第2期薛彦中:桥面板裂纹分析及处理措施·47·478.84kN。计算得板的自重支点剪力为80.75kN。试验荷载需加支点剪力为398.09kN。根据设计图纸支座附近箍筋加密区长度,决定加一集中荷载,加载点距支座中心距离为1.05m。由此可计算出需加试验荷载426.82kN。1.3.2试验程序分5级加载,每级荷载加载后持荷10min,全部荷载加载后持荷30min,然后慢慢卸到零。每级荷载加到后仔细观察剪跨区内是否出现斜裂纹。表2跨中受拉区砼应变实测表2试验结果2.1弯矩控制试验结果a.跨中弯矩达到986.19kN·m且持荷30min,未出现裂纹;b.跨中挠度实测结果见表1。试验荷载Q与跨中挠度a的关系曲线见图1。由图1可以看出,Q-a关系曲线接近一条直线,说明试验梁板基本上处于弹性工作阶段,符合预应力混凝土受弯构件的要求。另外,图2试验荷载Q与受压区应变Εt关系曲线3原因分析和处理意见3.1原因分析研究分析后认为:板下部纵向裂纹是在桥面板生产制作过程中出现的;桥面板上部绝大部分裂纹是在运输过程中由于支点位置不当,致使半端外悬产生负弯矩,板上部又没有采取有效措施平衡负弯矩,况且预应力桥面板上部混凝土本身受到拉应力的作用再加上外悬负弯矩,使得桥面板上部混凝土不足以抵抗外力产生的拉应力而产生的。3.2处理意见3.2.1桥梁板抗弯强度加强为了加强梁板抗弯承载能力,在梁板上部混凝土铺装层内下部增设钢筋网,钢筋网纵向钢筋为Υ12,横向钢筋为Υ8,间距均为15cm(见图3)。最大试验荷载下的挠度为计算跨度的1?837满足规范要求;1?600,表1跨中挠度实测表图3钢筋网布置图3.