自1988年主跨188 m的大跨連續(xù)剛構(gòu)洛溪橋建成以來，20年間我國修建了大量的連續(xù)剛構(gòu)梁橋，成為180 m～300 in跨徑中最有競爭力的橋型。然而修建的連續(xù)剛構(gòu)梁橋在施工和運營過程中出現(xiàn)了一些較為常見的病害：跨中下?lián)线^大和腹板出現(xiàn)斜裂縫，箱梁底板頂板出現(xiàn)縱向裂縫等。通過對現(xiàn)有橋梁的病害分析，不僅能對以后的設(shè)計提供借鑒，對施工中應(yīng)注意的問題提早警覺和預(yù)防，而且可以為橋梁的維修提供依據(jù)。引起連續(xù)剛構(gòu)橋的病害是多重因素引起的，包括材料方面的原因和設(shè)計方面、施工方面的原因。
1、材料方面的原因
近年來，使用了高效減水劑、水灰比低于0．3并且摻入了硅粉或者粉煤灰等超細礦物摻合料的混凝土即高性能混凝土應(yīng)用于連續(xù)剛構(gòu)橋。高性能混凝土早期有高彈性模量和強度，而且實驗室試件具有優(yōu)良的抗?jié)B透性能，因此得到了廣泛應(yīng)用。高性能混凝土運用在橋梁上已經(jīng)在國際上引起巨大的爭議。實際調(diào)查表明，使用這種混凝土的橋梁往往在箱梁頂板會出現(xiàn)沿橋梁縱向間隔1 m～3 m的橫向溫度裂縫。頂板裂縫使混凝土受到腐蝕而加速劣化，預(yù)應(yīng)力鋼筋受到腐蝕，造成不利影響，優(yōu)良的抗?jié)B透性能更無從談起。這證明實驗室的數(shù)據(jù)用于實際工程中并不可靠。因為混凝土的開裂與結(jié)構(gòu)物的體積大小、養(yǎng)護歷史和周邊環(huán)境有著密切的聯(lián)系。實驗室試件一般體積很小，而且邊界條件不受約束，不受冷熱、干濕、凍融的循環(huán)作用，而且現(xiàn)在實驗室所做的試驗重點只集中在試件的7 d，28 d或者90 d的強度，收縮徐變性質(zhì)的研究，而對高性能混凝土更長時間如1年，5年，1O年或者更長時間的性質(zhì)，如強度，收縮徐變和大體積混凝土的抗裂性能缺乏研究。良好的養(yǎng)護對形成混凝土強度和耐久性是非常重要的，工地不具備像實驗室那樣恒溫恒濕的養(yǎng)護條件，同樣配合比的混凝土在工地的養(yǎng)護條件下和在實驗室的養(yǎng)護條件下表現(xiàn)出來的性質(zhì)可能有巨大的差別。
2、設(shè)計理論及計算方法的原因
2．1 平面的分析方法
早期設(shè)計的橋梁由于計算手段有限，采用的都是平面理論的分析方法。通過二維平面計算認為，通過控制縱向和豎向的預(yù)應(yīng)力，整個箱梁的應(yīng)力都可以得到控制?；谝陨侠頊S，從洛溪橋開始很長一段時間內(nèi)，在箱梁橋的設(shè)計中一般都取消了下彎索。得益于空間有限元的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)僅從二維來分析主拉應(yīng)力，被忽略的應(yīng)力有箱梁腹板在自重、活載、溫度荷載、張拉橫向預(yù)應(yīng)力、張拉縱向預(yù)應(yīng)力引起的徑向力等荷載的作用。若計入這些影響因素，主拉應(yīng)力值將會有比較大的增長。這是腹板出現(xiàn)斜裂縫的主要原因之一。因此，僅從平面分析是遠遠不夠的。空間有限元的發(fā)展為設(shè)計者了解應(yīng)力空問分布提供了強有力的工具。
2．2 預(yù)應(yīng)力損失
規(guī)范規(guī)定的預(yù)應(yīng)力損失影響因素包括：預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦
；錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮
；昆凝土的彈性壓縮
預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛
；混凝土的收縮徐變
。實際結(jié)構(gòu)中引起預(yù)應(yīng)力損失的原因更加復(fù)雜，比如鋼筋銹蝕，雖然沒有計算進去，但在灌漿不密實、漿體泌水性過大情況下卻可能是預(yù)應(yīng)力損失的主要原因。豎向預(yù)應(yīng)力筋長度較小，這使得在預(yù)應(yīng)力張拉的過程中延伸量不易控制，而且較小的錨固變形就可以引起很大的損失，錨固損失對于豎向預(yù)應(yīng)力筋是很重要的。根據(jù)同類型的橋梁調(diào)研資料表明，豎向預(yù)應(yīng)力損失值與規(guī)范值相差很大。豎向有效預(yù)應(yīng)力得不到保證造成箱梁抗剪能力不足，這是箱梁出現(xiàn)主拉應(yīng)力斜裂縫的主要原因之一。頂板束預(yù)應(yīng)力和跨中底板合龍束預(yù)應(yīng)力的損失對跨中短期和長期撓度均有較大的影響，其中頂板束預(yù)應(yīng)力大小對跨中撓度的影響更大。頂板預(yù)應(yīng)力的損失是連續(xù)剛構(gòu)跨中持續(xù)下?lián)系囊粋€重要因素。
2．3 收縮徐變
收縮徐變的參數(shù)選定對計算值有較大影響。文獻[5]對以下三種收縮徐變的計算方法做了比較：CEP-FIP，美國AASHTO規(guī)范，混合理論。諸多文獻經(jīng)計算認為在大跨度梁橋中，混合理論的計算值比其他兩個值大，可取混合理論計算結(jié)果。混合理論中參數(shù)值的選取對計算值影響較大。
3、施工方面的原因
在實現(xiàn)精細施工的道路上我們還有很長的路要走。單方面實現(xiàn)技術(shù)員隊伍水平的提高并不能實現(xiàn)施工質(zhì)量的提高，因為每道工序的具體實施者是工人。每個施工單位都應(yīng)保證有一支員穩(wěn)定，經(jīng)驗豐富的工人隊伍。要有具體的體制來保證工人隊伍的建設(shè)。實現(xiàn)工人隊伍素質(zhì)的提高需要時間。實現(xiàn)連續(xù)剛構(gòu)橋的病害防治，設(shè)計和施工兩個方面缺一不可，相輔相成。
預(yù)應(yīng)力管道壓漿應(yīng)該飽滿，不留有空隙或漿體離析的現(xiàn)象。漿體離析，泌水性大，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力索易腐蝕及有效預(yù)應(yīng)力的不足。預(yù)應(yīng)力管道的定位筋很重要，其剛度要在混凝土的澆筑過程中經(jīng)得住混凝土傾倒力的沖擊和振搗力不變形，能保證預(yù)應(yīng)力筋位置的精度要求。定位筋和防崩鋼筋應(yīng)在施工時加以強調(diào)。在公路工程質(zhì)量檢驗評定標準規(guī)定的后張法檢查的實測項目中，只規(guī)定了管道的檢查項目而沒有規(guī)定定位筋的檢查項目。鑒于定位筋的重要性，建議增加定位筋的檢查項目，確保預(yù)應(yīng)力管道布置的位置精度要能滿足規(guī)范要求。由文獻計算得出混凝土超方，使得結(jié)構(gòu)恒載增大，這不僅削弱了結(jié)構(gòu)承受荷載的能力，而且可引起橋梁跨中下?lián)狭康娘@著增加，因此施工時應(yīng)嚴格控制混凝土超方。
4、結(jié)語
從以上的論述中可以看出，現(xiàn)有連續(xù)剛構(gòu)橋梁的病害原因是多種因素作用導(dǎo)致的，包括了設(shè)計理論，設(shè)計方法，施工工藝和質(zhì)量，混凝土材料性能等諸多方面的因素。這就決定了要解決好連續(xù)剛構(gòu)梁橋的病害，需要從多方面人手：嚴格把關(guān)混凝土的質(zhì)量，通過空問有限元可實現(xiàn)設(shè)計更加精細和仿真，選用先進的預(yù)應(yīng)力施工工藝，更加重視構(gòu)造鋼筋的作用，嚴格執(zhí)行施工規(guī)范。同時，應(yīng)該更加深入的調(diào)查現(xiàn)有橋梁的病害情況，如已經(jīng)出現(xiàn)病害的橋梁現(xiàn)存有效預(yù)應(yīng)力的測量，記載橋梁病害發(fā)展的詳細過程。
