大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋開裂病害

俞先林，葉見曙，吳文清

(東南大學(xué)交通學(xué)院，210096南京，yuxianlin7@163.com)

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋一直是中、大跨度橋梁最常采用的橋型.近年來，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋在運(yùn)營(yíng)過程中普遍出現(xiàn)箱梁開裂現(xiàn)象［1－2］，在橋梁工程界影響較大的如主跨270 m的虎門大橋輔航道橋和主跨245 m的黃石大橋.文獻(xiàn)［3－5］針對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的開裂病害開展了研究，但是問題一直未能得到很好的解決.

目前大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的設(shè)計(jì)大均采用平面桿系程序進(jìn)行分析，因而不能很好把握其空間受力特性從而不能準(zhǔn)確計(jì)算截面主應(yīng)力.另外對(duì)于截面主應(yīng)力，以往及現(xiàn)行的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范均采用混凝土單軸抗拉強(qiáng)度進(jìn)行控制，與箱梁實(shí)際的受力狀態(tài)不符，這些因素也被認(rèn)為是抗裂設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋在施工及運(yùn)營(yíng)階段的各種作用效應(yīng)下出現(xiàn)開裂的可能原因.

本文采用基于實(shí)體退化板殼單元開發(fā)的箱梁橋可視化空間應(yīng)力分析軟件，對(duì)某大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋進(jìn)行空間應(yīng)力狀態(tài)的精細(xì)化分析.以截面最大主拉應(yīng)力為對(duì)象，定量、定性分析影響大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋開裂的主要因素，并提出基于混凝土兩軸強(qiáng)度準(zhǔn)則的箱梁主拉應(yīng)力控制限值.

1 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋空間應(yīng)力

1.1 計(jì)算方法

采用由實(shí)體單元退化而來的8節(jié)點(diǎn)40自由度的曲面殼體單元［6－7］，該單元考慮了橫向剪切變形影響……