淺談我國(guó)大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁存在的問(wèn)題

張國(guó)忠，王欣群

(1.牡丹江公路管理處;2.黑龍江省公路工程造價(jià)管理總站)

淺談我國(guó)大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁存在的問(wèn)題

張國(guó)忠1，王欣群2

(1.牡丹江公路管理處;2.黑龍江省公路工程造價(jià)管理總站)

介紹了我國(guó)大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁發(fā)展現(xiàn)狀，說(shuō)明了我國(guó)大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁存在的問(wèn)題。

大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁;存在;問(wèn)題

1 我國(guó)大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁發(fā)展現(xiàn)狀

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋具有結(jié)構(gòu)剛度大、行車平順舒適、伸縮縫少和養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)。從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，我國(guó)公路上開(kāi)始修建大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，進(jìn)入1980年代后，預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋和預(yù)應(yīng)力箱梁連續(xù)剛構(gòu)橋得到了迅猛發(fā)展，現(xiàn)已成為我國(guó)大跨度橋梁的主要橋型之一。目前我國(guó)高等級(jí)公路上已修建了大量的大跨度預(yù)應(yīng)力箱形截面橋梁，主跨徑達(dá)100 m以上的橋梁數(shù)以百計(jì)，200 m以上的也已超過(guò)了30座。在世界范圍內(nèi)，我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的建設(shè)也跨入了領(lǐng)先行列。

六庫(kù)怒江橋位于云南省怒江僳僳族自治州州府六庫(kù)，跨怒江，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)跨度最大的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。采用3跨變截面箱形梁，分跨為85 m+154 m+85 m，箱梁為單箱單室截面，箱寬5.0 m。支點(diǎn)處梁高8.5 m，跨中梁高2.8 m。于1991年3月竣工。

南京長(zhǎng)江二橋北汊橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，橋長(zhǎng)2 172 m，主跨為90 m+3×165 m+90 m，該跨徑在亞洲最大。設(shè)計(jì)荷載：汽-超20，掛-20，橋面寬32 m。盆式橡膠支座噸位達(dá)6 500 t。于1997年10月6日開(kāi)工，2001年3月26日建成通車。

洛溪橋位于廣東省廣州市南郊，跨珠江，是我國(guó)建造的第一座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。橋總長(zhǎng)1 916.04 m，主橋?yàn)?5 m+125 m+180 m+110 m，長(zhǎng)480 m，寬15.5 m。由單箱組成，跨中梁高3 m，墩頂梁高10.0 m。懸臂澆筑施工。主孔橋墩采用雙壁式薄壁空心墩。于1988年8月建成通車。

黃石長(zhǎng)江大橋位于湖北省黃石市，主橋長(zhǎng)1 060 m，分跨為162.5 m+3 245 m+162.5 m，5跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)-剛構(gòu)橋，橋?qū)?0 m。跨中梁高4.1 m，墩頂梁高11.0 m，1996年建成。

代表我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)施工水平的虎門大橋輔航道橋于1997年建成通車，主跨為270 m，打破了1985年由澳大利亞門道Gateway橋(主跨260 m)保持PC連續(xù)剛構(gòu)跨度達(dá)12年之久的世界記錄。

重慶石板坡長(zhǎng)江大橋復(fù)線橋?yàn)閯倶?gòu)-連續(xù)梁組合體系。正橋橋跨布置為87.75 m+4×138 m+330 m+133.75 m(一聯(lián))。主跨330 m剛構(gòu)采用鋼-預(yù)應(yīng)力混凝土組合體系。2005年底建成通車，超過(guò)挪威1998年建成世界第一的斯托爾馬橋(主跨301 m)和世界第二的Raft Sunder拉夫特橋(主跨298 m)，而成為世界上跨度最大的連續(xù)剛構(gòu)橋梁。

從以上橋例可以看出，我國(guó)在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁方面的起步雖然較晚，但經(jīng)過(guò)30多年的迅猛發(fā)展，無(wú)論在建設(shè)規(guī)模和發(fā)展速度上已取得了令全世界矚目的成就。上述橋梁的修建，標(biāo)志著我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、施工工藝與技術(shù)水平已跨入世界先進(jìn)行列。

2 我國(guó)大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁存在的問(wèn)題

從設(shè)計(jì)規(guī)范上來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋作為全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在施工和運(yùn)營(yíng)階段是不允許出現(xiàn)裂縫的。然而，由于設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理等方面存在不足和缺陷，在過(guò)去的30多年中，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁的腹板、頂板、底板、橫隔板以及錨固齒板等部位普遍出現(xiàn)了不同形式的裂縫。有些裂縫在施工期間就已經(jīng)出現(xiàn)，有些經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)營(yíng)后開(kāi)始出現(xiàn)。這些裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和正常使用產(chǎn)生了十分不利的影響。

當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后，一方面降低了結(jié)構(gòu)的整體剛度，使結(jié)構(gòu)變形過(guò)大、下?lián)稀Ａ硪环矫鎸?duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性帶來(lái)嚴(yán)重影響。

混凝土開(kāi)裂后，氯離子、水分、氧氣等侵蝕性化學(xué)物質(zhì)將侵入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕。鋼筋銹蝕一方面減弱了鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，使橋梁的剛度、強(qiáng)度降低。另一方面，由于銹蝕膨脹，導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步發(fā)展，提供了使侵蝕破壞作用逐步升級(jí)、混凝土耐久性不斷下降的渠道，形成混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)一步退化的惡性循環(huán)，就有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性的最終破壞，降低了橋梁的使用壽命，并對(duì)橋梁的安全性造成極大的威脅。

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋存在的大面積的開(kāi)裂現(xiàn)象，一方面，說(shuō)明了在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁的設(shè)計(jì)、施工和所用材料上，存在著缺陷和不足的環(huán)節(jié)。另一方面，使得工程界對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的應(yīng)用產(chǎn)生了懷疑，一定程度上影響了預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋在公路建設(shè)中的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

混凝土橋梁裂縫是橋梁工程施工中容易產(chǎn)生和難以防范的一個(gè)重要問(wèn)題，如處理不當(dāng)，將直接影響橋梁的工程質(zhì)量，并有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。橋梁裂縫成因復(fù)雜、多樣，涉及到原材料質(zhì)量、混凝土配合比、混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制、設(shè)計(jì)、施工、使用等多諸多因素，必須具體問(wèn)題具體分析，正確把握問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，合理采取相應(yīng)對(duì)策加以防治。

2007年，在國(guó)家“863”計(jì)劃和交通部西部交通科技項(xiàng)目的資助下，交通部公路科學(xué)研究院對(duì)全國(guó)公路系統(tǒng)主跨大于60 m的近180座預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的裂縫進(jìn)行了調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析。調(diào)查涵蓋了1980年代以來(lái)所建的橋梁，橋梁跨徑從60～270 m。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，箱梁幾乎全都存在開(kāi)裂現(xiàn)象，在用公路預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的開(kāi)裂呈現(xiàn)出明顯的普遍性開(kāi)裂特征。裂縫及常見(jiàn)位置有以下幾種。

(1)底板橫向裂縫：跨中附近底板及腹板。

(2)頂板橫向裂縫：橋墩部位頂板及腹板。

(3)腹板斜裂縫：L/4跨及梁端附近腹板。

(4)與底板橫向裂縫貫通的腹板裂縫：剪跨區(qū)內(nèi)的底板及腹板。

(5)底板層間橫向裂縫：配有底板正彎矩束的跨中底板。

(6)貫通腹板、底板的螺旋狀裂縫：L/4～3L/4區(qū)域的底板及腹板。

(7)頂、底板縱向裂縫：跨中附近厚度較薄的底板、全橋頂板、板中部、承托附近。

(8)齒板局部區(qū)域裂縫：齒板與頂板、底板、腹板交界處，齒板側(cè)面及前端縱向裂縫。

(9)錨下發(fā)散裂縫：鋼束錨固處(梁端及齒板)。

(10)沿預(yù)應(yīng)力管道裂縫：任何預(yù)應(yīng)力管道，尤其腹板管道彎曲段。

(11)橫隔板裂縫：橫隔板過(guò)人洞周邊、正上方、兩側(cè)。

U442

C

1008-3383(2012)11-0078-01

2012-06-11