一、橋梁概況
國內(nèi)沿海某高速公路一座連續(xù)梁橋為整體式路基雙幅橋,橋梁跨徑組合為11×30m+(65+3×100+65)+12×30m。檢測主要針對主橋(65+3×100+65m)連續(xù)梁結構,主橋半幅橋?qū)?3.25m。主橋上部結構型式為變截面預應力混凝土連續(xù)箱梁,箱梁為三向預應力體系單箱單室結構,下部采用薄壁空心墩,樁基礎。橋面為水泥混凝土鋪裝,支座為QZ盆式橡膠支座。設計荷載為汽-超20,掛-120。
圖1 橋梁概貌
二、結構主要病害
檢測發(fā)現(xiàn)主要病害如下:
1、頂板縱向裂縫
主橋各孔箱梁頂板底面均存在多條縱向裂縫,裂縫斷續(xù)分布整個頂板底面,縱、橫橋向間隔分布,無明顯規(guī)律,裂縫寬度為0.10mm~0.36mm,長度為0.1m~4.7m;
圖2 箱梁頂板縱向裂縫
2、腹板斜向裂縫
在箱梁內(nèi)部,個別腹板局部位置存在斜向裂縫,如11號墩、16號墩頂距支點0~5m范圍內(nèi),裂縫寬度為0.10mm~0.44mm,長度0.3m~1.7m,第13孔L/4~L/2處,裂縫寬度為0.12mm~0.14mm,長度0.6m~1.0m;
在箱梁外部,左幅第12孔右側(cè)腹板距11號橋墩7.5m范圍內(nèi)有3條斜裂縫,裂縫寬度為0.10mm,長度0.7m~2.0m。
圖3 第十二孔箱梁內(nèi)病害示意圖
圖4 第十六孔箱梁內(nèi)病害示意圖
3、橫隔板裂縫
大部分橫隔板存在豎向裂縫,裂縫寬度0.10mm~0.70mm,長度0.2m~1.3m,如12孔~16孔跨中橫隔板,12~15號墩頂橫隔板,個別橫隔板存在橫向裂縫,裂縫寬度為0.10mm~0.18mm,長度0.1m~2.75m。
4、底板裂縫
箱梁底板底面,左幅第12孔距11號橋墩7.5m范圍內(nèi)有5條裂縫(其中4條為斜裂縫),裂縫寬度為0.10mm~0.38mm,長度0.7m~4.0m。
三、橋梁主要病害成因分析
1、頂板縱橋向裂縫
該橋頂板縱橋向裂縫較多,縱、橫橋向間隔分布,無明顯規(guī)律,因此判斷為混凝土受溫差或收縮引起的局部應力使頂板開裂。箱梁頂板在強烈的日照輻射下橫截面的豎向溫差很大,在溫度荷載作用下會產(chǎn)生較大的橫向溫度應力。由于預應力混凝土結構中縱向強大的預應力及其管道對截面的削弱,箱梁頂板混凝土的橫向抗拉強度低于縱向,從而導致頂板底部混凝土出現(xiàn)縱向裂縫。隨著時間推移和超載車輛的反復作用,頂板縱向裂縫數(shù)量增加,長度、寬度逐漸發(fā)展。
2、腹板斜向裂縫
在正常使用極限狀態(tài)下計算表明:11號及16號墩附近箱梁腹板處主拉應力達到2.71MPa。腹板偏薄,豎向預應力損失,主拉應力超限引起腹板斜向開裂。
3、橫隔板裂縫
橫隔板裂縫以豎向裂縫為主,橫向裂縫較少,裂縫較多的分布于人洞上方位置。裂縫分布不對稱,規(guī)律性較差。分析原因為隔板施工不良或施工溫度控制不到位及復合受力狀態(tài)下多重因素造成。
4、底板裂縫
11號橋墩附近的底板裂縫為不同方向,判斷可能是由于底板在此處有大量底板鋼束錨固,局部應力影響所致。