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大跨度梁式橋常見病害
2010-06-23　來源：中國橋梁網(wǎng)
1、概述
大跨度梁式橋具有造價相對較低、施工簡易快捷、建筑高度小，適應(yīng)能力強、維護(hù)費用少等優(yōu)點，在我國公路建設(shè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，成為200m跨徑以內(nèi)的主力橋型。然而，近年來主跨的持續(xù)下?lián)?、腹板斜裂縫、底板裂縫等病害現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，已成為困擾國內(nèi)外同類橋型設(shè)計、施工及養(yǎng)護(hù)的主要問題?？缰邢?lián)贤c梁體跨中段橫向裂縫或大量腹板斜裂縫伴隨出現(xiàn)，其下?lián)峡蛇_(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值，造成嚴(yán)重病害。
由于跨中下?lián)蠒M(jìn)一步加劇箱梁底板腹板開裂，而箱梁梁體裂縫增多使結(jié)構(gòu)剛度降低，進(jìn)一步加劇了跨中下?lián)希@兩者互相影響形成了惡性循環(huán)。造成這些病害的原因十分復(fù)雜，從設(shè)計施工到運營養(yǎng)護(hù)管理等各個方面都存在著導(dǎo)致問題出現(xiàn)的因素。目前由于其成因的多樣性和復(fù)雜性，其因素之間相互作用的機理尚未明確。
2、跨中持續(xù)下?lián)?/span>
運營階段所產(chǎn)生的持續(xù)下?lián)现饕怯捎陬A(yù)應(yīng)力損失和混凝土收縮、徐變估計不足，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生跨橋。如科羅·巴島（Koror-Babeldaob）橋是一座跨中帶鉸的3跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土剛架橋，其跨徑組合為72m+241m+72m，是當(dāng)時世界上同類橋梁中跨徑最大者。1978年建成通車，通車后不久就產(chǎn)生了較大的撓度，到1990年，其撓度達(dá)到1.2m。后來采用體外索施加預(yù)應(yīng)力，使主跨中央撓度減小。1996年7月加固結(jié)束，加固處理后不到3個月就發(fā)生了倒塌事故。

科羅·巴島橋倒塌事故
國內(nèi)的虎門大橋輔航道橋跨中下?lián)希?/span>2002年已達(dá)到22cm，與此同時跨中存在一些橫向裂縫及主拉應(yīng)力斜裂縫。此下?lián)现狄堰h(yuǎn)遠(yuǎn)超過原設(shè)計預(yù)留值10cm。最近由于橫向裂縫朝腹板發(fā)展，下?lián)现涤衷龃蟮?/span>26cm。下表列出了國內(nèi)外典型連續(xù)剛構(gòu)橋長期變形。
國內(nèi)外典型連續(xù)鋼構(gòu)橋長期變形表
橋名
屬國
竣工年
使用時間（年）
主跨（m）
下?lián)狭?/b>（mm）
Stolma
挪威
1998
3
301
92
Stovset
挪威
1993
8
220
200
Parrotts
美國
1973
12
195
635
廣東省南海金沙大橋
中國
1994
6
120
220
三門峽黃河公路大橋
中國
1992
10
140
220
虎門大橋輔航道橋
中國
1997
5
270
220
黃石長江大橋
中國
1995
7
245
320
湖北鐘祥漢江大橋跨徑布置為65m+3×100m+65m，五跨連續(xù)箱梁橋，于1993年11月通車。因下?lián)虾烷_裂等嚴(yán)重病害，運行僅10年便成為“危橋”，在2005年9月不得不拆除重建。下圖為12月18日拍攝的鐘祥漢江大橋，其主橋橋面部分箱梁已被切割運走，大橋橋面變成了數(shù)段。

鐘祥漢江大橋拆除現(xiàn)場
3、梁體開裂
在施工過程中，裂縫的產(chǎn)生主要是由于不同齡期混凝土收縮或構(gòu)造不合理產(chǎn)生。由于各個構(gòu)件混凝土澆注時間不同，早期澆注的混凝土將對新澆注混凝土的收縮產(chǎn)生約束從而引起裂縫。這類裂縫一般有以下幾種：1、墩身與承臺交界處的豎向裂縫；2、1號塊與0號塊之間接縫附近的縱橋向裂縫（主要在頂?shù)装澹?/span>3、腹板分層澆筑接合面處豎向接縫；4、人孔附近等。預(yù)應(yīng)力布置不合理或者施工偏差造成的裂縫主要有：1、頂板橫向裂縫；2、預(yù)應(yīng)力錨頭附近的裂縫；3、曲線底板的分層劈裂等。

預(yù)應(yīng)力混凝土底板分層壓潰
運營階段所產(chǎn)生的裂縫主要有頂板縱向裂縫、腹板斜向裂縫、底板橫向裂縫和底板縱向裂縫等。如廣東南海金沙大橋運營6年后，檢查發(fā)現(xiàn)主跨跨中撓度達(dá)22cm，主跨箱梁腹板有大量斜裂縫，最大裂縫寬度1.15mm；黃石長江公路大橋通車七年后，于2002年5月對大橋進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的病害，箱梁裂縫檢出2438條，其中1957條分布在箱梁腹板內(nèi)表面上（占80.3%），384條分布在腹板外表面上（占15.8%），87條分布在箱梁底板上（占3.6%）。

黃石長江大橋

黃石長江大橋腹板裂縫示意圖

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