浅谈桥梁施工中常出现的问题及改进
摘要:面对国民经济现代化建设的需要,交通运输任务日益繁重,交通量剧增、车行荷载加大。由去设计和施工收到限制,随着桥梁负荷日益加重,相应暴露出来的问题也越来越多,本文简单谈一下桥梁设计施工中常出现的缺陷。
关键词:桥梁 设计 施工 缺陷
一、预应力混凝土箱梁桥的缺陷
预应力混凝土箱梁桥是目前桥梁工程中跨径在60—300m时,经常采用的一种形式。
目前大多数预应力混凝土箱梁桥的设计遵循全预应力设计原则,即在理论上要求结构不出现拉应力。然而,在建成的一些桥梁中出现了各种裂缝,其中有纵向弯曲裂缝,桥墩两侧梁腹板和独立支承处箱梁隔中的裂缝,温度、收缩裂缝,锚下裂缝和大吨位预加力在结构中引起的裂缝,以及因纵向预应力筋布置不合理引起的裂缝。
针对常用的预应力混凝土箱梁结构而言,裂缝形成的原因,主要是设计和施工两方面的原因:
(1)主桥总体设计中对箱梁截面尺寸的拟定不合理
变截面箱梁由于其经济性而在大跨度径连续桥梁中广泛应用,合理选择高跨比最重要,一般公路桥梁支点梁高取跨径的1/18—1/20,跨中梁高取跨径你给的1/40—1/50。而在某些工程设计中,由于单纯的考虑减少结构的徐变和温度效应二选用偏小的跨中梁高尺寸,因而建成后导致跨中梁的挠度增加,梁体局部出现了裂缝,严重影响了桥梁的使用品质和耐久性。
(2)对次内力影响考虑不足
在超静定体系设计时,必须计及各项次内力的影响。大跨径预应力混凝土连续梁在施工过程中需经多次体系转换,而每转换一次体系,在合龙段中所施加的连续预应力必然引起结构的次力矩。同时,在超静定体系中,混凝土收缩、徐变由于受到多余约束的限制,也会在桥梁结构中产生收缩、徐变次内力。若忽略了这些次内力的影响,则结构容易出现抗弯能力不足而导致裂缝的产生。
二、桥梁支座缺陷
桥梁支座是桥梁上、下部结构的连接点,其作用是将上部结构的荷载顺适、安全的传递到桥梁墩台上去,,同时,要保证上部结构在支座处能自由变形,以便结构的实际受力情况与计算图式想符合。因此,对桥梁支座要正确设置,并经常维护,对其损坏部分要进行修补加固。
1.桥梁支座损坏
各种形式支座本身的损坏情况不同,大致有以下几种:
(1)摆柱式支座的混凝土摆柱脱皮露筋或出现其他异常现象。
(2)支座的滑动面部平整,轴承有裂纹、切口,滚轴有偏移和下降。
(3)橡胶支座出现橡胶老化、变质现象,梁丧失自由伸缩能力。
(4)切线弧形支座滑动面、滚动面生锈,从而不能自由移动、转动。
通过工作经验来看,支座损坏的原因有:
1)设计时缺乏足够的考虑。在形式的选定与布置上出现错误是经常容易犯的错误,由于设计者的经验不足,对螺栓、螺母的脱落研究不够,也是导致支座损坏的一个重要原因,另外,设计中对支座边缘距离的设定也是至关重要的。
2)施工制作时不完备。在制作过程中,由于对铸件等材料质量管理不够,导致材料质量较差,因此导致支座损坏。另外,金属支座的油漆、防腐防锈处理不可靠也是施工中值得关注的。
2.斜、弯桥及板梁桥支座脱空
桥梁安装后,要求梁与支座紧密接触,不得脱空,但由于设计、施工及各方面的原因,支座脱空的现象时有发生。支座脱空后,使主梁局部承压增加,在反复荷载作用下,箱梁、板梁会产生振动,影响桥梁的使用性能,降低箱梁板梁的稳定性,也会很快降低支座的使用寿命。
2.1弯桥支座脱空的成因及分析
(1)温升的影响
在温度升高时,梁体混凝土膨胀,理论上梁体要有内向外侧自由变形,但实际上因受到固定支座的约束作用,影响带箱梁的自由变形,从而梁体与桥面系发生变形。
(2)墩柱偏心受压
因设计考虑的墩柱支撑点并非梁体重心,墩柱支撑点外侧必内测重,即墩柱处于偏心受压状态,内测受拉,也是成为支座脱空的一个因素。
2.2板梁桥支座脱空的成因及分析
(1)施工过程控制不严格,未达到标准要求,而板梁安装时又相对粗心。
(2)板梁安装后未及时整体化,没有及时施工桥面铺装,造成反拱度太大,使支座脱空,特别在斜交桥中,在预应力的作用下,短边有向上翘的趋势。
三、梁式桥的缺陷
1.设计原因
(1)结构不准确。桥梁设计方案的选择,是由当地的水文地质条件、施工技术和方法、经济指标和使用要求等诸多因素所决定的。其中包括是采用钢筋混凝土结构,还是采用预应力混凝土结构;是采用简支梁桥,还是采用连续梁或悬臂结构;是采用板梁,还是T梁或箱梁、工字梁等断面形式;最后是跨径的划分和梁高等问题的确定。如果这些结构选择或布局不合理,都会使桥梁在运营过程中出现这样那样的缺陷。
(2)设计计算错误。在桥梁设计计算中,由于计算错误和取值差错等原因可能使桥梁建成后就出现问题,同时,在预应力混凝土构件设计中没有很好的考虑二次应力、干燥收缩、徐变影响的情况也是经常有的,由于设计人员的技术水平不高、经验不足、错误套用规范,或对特殊部位的处理不当,都会给桥梁日后运营中埋下隐患。
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