大空心板梁跨中斜向裂缝的成因分析

2015-03-13巴力，王凯

铁道建筑 2015年11期

关键词：边梁板梁斜向

巴力，王凯

(北京铁科工程检测中心，北京 100081)

大空心板梁跨中斜向裂缝的成因分析

巴力，王凯

(北京铁科工程检测中心，北京 100081)

针对某条高速公路预制大空心板梁跨中腹板出现斜向裂缝，通过静载试验分析，认为裂缝成因主要与梁体预应力度不足以及防撞墙跨中处设置锯缝有关。为此，建议在设计过程中充分考虑防撞墙与边梁协同受力，防止类似病害的发生。

大空心板梁腹板斜向开裂静载试验

预应力混凝土空心板梁结构简单、施工便捷，具有建筑高度小、便于做成直桥(斜桥)、可标准化设计、工厂化施工、吊装重量小等优点，在中小跨径桥梁中被广泛应用。但在建设使用过程中也存在一些问题。

本文以某条高速公路预制大空心板梁桥为背景，结合静载试验结果，对大空心板梁跨中出现斜向裂缝的成因进行分析。

1 工程背景

桥梁上部结构为17×25 m预制预应力简支大空心板梁，每跨桥由16片大空心板梁组成。大空心板边板宽1.495 m、中板宽1.490 m，底板宽0.80 m，板高1.05 m，腹板厚 15 cm，底板厚 11～16 cm，顶板厚10 cm。大空心板顶部设置厚10 cm现浇混凝土整体化层及厚8 cm沥青铺装层。主梁预应力钢筋采用规格为5-φ15.24 mm的低松弛钢绞线，张拉控制应力为1 395 MPa。箱梁及整体化层采用C40混凝土。每跨跨中位置防撞墙设置了1～2 cm的切缝。桥跨横向布置见图1，梁体一般构造见图2。

图1 跨中1/2横断面(单位:cm)

图2 梁体一般构造(单位:cm)

检查中发现，边梁跨中位置外侧腹板普遍出现较多斜向裂缝，裂缝最大宽度达0.41 mm，裂缝由底板向腹板斜向向上延伸，开裂范围基本分布在跨中左右各1 m范围内。个别边梁跨中位置内侧腹板还存在竖向裂缝。边梁外侧腹板斜向开裂状况如图3所示。

图3 外边梁腹板斜向裂缝

2 荷载试验分析

2.1 测试截面及测点布置

此次荷载试验选取跨中截面1#至5#梁进行测试，为消除1#梁截面开裂对梁体受力的影响，在距跨中截面5 m处选择一正常截面进行对比测试。测试截面布置见图4，测点布置见图5。

图4 测试截面布置(单位:m)

图5 测点布置

2.2 试验结果分析

2.2.1 应变沿截面高度分布分析

2#，3#，4#梁随着荷载效率的增加，中性轴有所上移，2#梁平均中性轴高度由83.4 cm变为87.4 cm，3#梁平均中性轴高度由82.8 cm变为86.5 cm，4#梁平均中性轴高度由80.7 cm变为86.5 cm，这说明随着荷载的增加，梁体底缘裂缝沿腹板往上延伸引起中性轴的上升。图6给出了A截面2#梁外侧腹板实测应变沿截面高度分布状况，即在2级、4级、6级荷载作用下梁底应变分别约为120×10－6，400×10－6，600×10－6。