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大跨徑連續(xù)梁底板拉裂事故
簡介: 2005年,江蘇省在建的連續(xù)梁相繼出現(xiàn)底板在張拉預(yù)應(yīng)力時撕裂脫落事故,初步分析是由于預(yù)應(yīng)力束噸位較大,底板鋼筋構(gòu)造不盡合理造成。
關(guān)鍵字:橋梁 裂縫
2005年,江蘇省在建的連續(xù)梁相繼出現(xiàn)底板在張拉預(yù)應(yīng)力時撕裂脫落事故,初步分析是由于預(yù)應(yīng)力束噸位較大,底板鋼筋構(gòu)造不盡合理造成。
1、 寧淮高速馬汊河橋
變截面連續(xù)箱梁橋,主跨75m,支點根部梁高4.2m,跨中梁高2m,箱梁底寬8m,腹板厚40cm,底板厚25cm,底板正彎矩共設(shè)置418根鋼絞線(22束,每束19Φj15.24,標(biāo)準(zhǔn)強度1860MPa)。波紋管外徑10.7cm,中心距16cm,凈距5.3cm。
2005年2月底合攏,3月初張拉,張拉后第二天發(fā)生箱梁底板混凝土壓碎崩裂現(xiàn)象。
初步分析事故原因,主要有以下三個方面:
(1) 預(yù)應(yīng)力設(shè)置較大,預(yù)應(yīng)力管道多,管道間距小,底板受壓面積削弱,導(dǎo)致底板壓應(yīng)力較大,由于泊桑比影響,在底板厚度中部薄弱處形成較大的豎向拉力。
(2) 二是變高度連續(xù)梁底板呈弧線形,底板束張拉后會形成向下的徑向力,由于本橋底板束設(shè)置較為強大,所產(chǎn)生的徑向力也較為強大。
(3) 三是底板上下層鋼筋網(wǎng)之間的拉筋設(shè)計不太合理,拉筋被設(shè)計成類似箍筋的封閉矩形,施工時不便將上下層鋼筋鉤住,而設(shè)計圖紙沒有交代清楚設(shè)置的細節(jié),施工單位將拉筋作為撐筋撐在上下層鋼筋網(wǎng)之間,從而使上下層鋼筋之間的連接非常薄弱。
處理方法:第三方復(fù)核。原設(shè)計波紋管系數(shù)μ=0.35偏大,導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力配置較多,將μ取0.25,減少配束。割掉合攏段,恢復(fù)成懸臂狀態(tài),割掉底板,重新澆筑底板。底板挖空率達58%,分批張拉,分批灌漿。
2、 滬寧高速擴建丹陽大橋跨京杭運河北半幅橋
變截面連續(xù)箱梁,主跨70m,單箱單室直腹板箱梁,頂寬13.5m,底寬6m,主跨跨中底板厚30cm,底板正彎矩共設(shè)置304根鋼絞線(16束,每束19Φj15.24,標(biāo)準(zhǔn)強度1860MPa)。波紋管凈距5cm。底板拉筋間距45cm。
張拉后底板底面局部脫落,脫落面積約3.4m2,位于懸澆最后兩段接縫附近。
3、 錫澄路惠山大橋(跨錫北運河)
變截面連續(xù)箱梁,主跨85m,直腹板箱梁,頂寬17m,底寬9m,中跨底板正彎矩共設(shè)置432根鋼絞線(36束,每束12Φj15.24,標(biāo)準(zhǔn)強度1860MPa)。采用塑料波紋管。腹板與底板的倒角鋼筋為直線形狀,底板橫向鋼筋分三段,沒有有效連接。拉筋間距60cm。
張拉后9#~11#(合攏段)節(jié)段的底板發(fā)生開裂。
4、 其它橋
聽說還有杭州灣大橋輔橋、貴州省院設(shè)計的一座橋、昆山的一座橋都有類似問題。
由于以上事故均通過專家會議等形式解決,以上信息均根據(jù)少部分參與事故處理的專家口述內(nèi)容整理,可能有不太準(zhǔn)確的地方,僅供參考。
大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(連續(xù)剛構(gòu)),雖然看似成熟橋型,但我國過去十幾年暴露出來的許多問題,也反映出我們認識上的一些誤區(qū)。
首先是九十年代刮起的優(yōu)化風(fēng),一味追求結(jié)構(gòu)的輕薄,加上施工質(zhì)量不過關(guān),預(yù)應(yīng)力孔道灌漿普遍不實(在近期的高速路改建中暴露無遺),導(dǎo)致箱梁中跨跨中下?lián)?、腹板出現(xiàn)斜裂縫等病害的產(chǎn)生。到2004年新橋規(guī)修訂時,加大了結(jié)構(gòu)的安全儲備,方向是正確的。但要防止大跨度預(yù)應(yīng)力箱梁的病害,提高設(shè)計的安全度僅僅是一個方面,更重要的是改進施工質(zhì)量。若設(shè)計時一味增大結(jié)構(gòu)尺寸,增加預(yù)應(yīng)力用量,不僅浪費,而且還可能引起新的問題。
這次江蘇省境內(nèi)發(fā)生的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁底板崩裂事故提醒我們,即使是常規(guī)的結(jié)構(gòu)在變動設(shè)計原則時,也要經(jīng)過充分的論證和實踐,應(yīng)慎重、漸進地采用,不能矯枉過正。
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