浅谈我国大跨度预应力连续桥梁存在的问题

张国忠，王欣群

(1.牡丹江公路管理处;2.黑龙江省公路工程造价管理总站)

浅谈我国大跨度预应力连续桥梁存在的问题

张国忠1，王欣群2

(1.牡丹江公路管理处;2.黑龙江省公路工程造价管理总站)

介绍了我国大跨度预应力连续桥梁发展现状，说明了我国大跨度预应力连续桥梁存在的问题。

大跨度预应力连续桥梁;存在;问题

1 我国大跨度预应力连续桥梁发展现状

预应力混凝土连续箱梁桥具有结构刚度大、行车平顺舒适、伸缩缝少和养护简单等一系列优点。从上世纪70年代开始，我国公路上开始修建大跨度预应力混凝土箱梁桥，进入1980年代后，预应力连续箱梁桥和预应力箱梁连续刚构桥得到了迅猛发展，现已成为我国大跨度桥梁的主要桥型之一。目前我国高等级公路上已修建了大量的大跨度预应力箱形截面桥梁，主跨径达100 m以上的桥梁数以百计，200 m以上的也已超过了30座。在世界范围内，我国预应力混凝土箱梁桥的建设也跨入了领先行列。

六库怒江桥位于云南省怒江僳僳族自治州州府六库，跨怒江，是当时国内跨度最大的预应力混凝土连续箱梁。采用3跨变截面箱形梁，分跨为85 m+154 m+85 m，箱梁为单箱单室截面，箱宽5.0 m。支点处梁高8.5 m，跨中梁高2.8 m。于1991年3月竣工。

南京长江二桥北汊桥为预应力混凝土连续箱梁桥，桥长2 172 m，主跨为90 m+3×165 m+90 m，该跨径在亚洲最大。设计荷载：汽-超20，挂-20，桥面宽32 m。盆式橡胶支座吨位达6 500 t。于1997年10月6日开工，2001年3月26日建成通车。

洛溪桥位于广东省广州市南郊，跨珠江，是我国建造的第一座预应力混凝土连续刚构桥。桥总长1 916.04 m，主桥为65 m+125 m+180 m+110 m，长480 m，宽15.5 m。由单箱组成，跨中梁高3 m，墩顶梁高10.0 m。悬臂浇筑施工。主孔桥墩采用双壁式薄壁空心墩。于1988年8月建成通车。

黄石长江大桥位于湖北省黄石市，主桥长1 060 m，分跨为162.5 m+3 245 m+162.5 m，5跨预应力混凝土连续-刚构桥，桥宽20 m。跨中梁高4.1 m，墩顶梁高11.0 m，1996年建成。

代表我国预应力混凝土连续刚构桥设计施工水平的虎门大桥辅航道桥于1997年建成通车，主跨为270 m，打破了1985年由澳大利亚门道Gateway桥(主跨260 m)保持PC连续刚构跨度达12年之久的世界记录。

重庆石板坡长江大桥复线桥为刚构-连续梁组合体系。正桥桥跨布置为87.75 m+4×138 m+330 m+133.75 m(一联)。主跨330 m刚构采用钢-预应力混凝土组合体系。2005年底建成通车，超过挪威1998年建成世界第一的斯托尔马桥(主跨301 m)和世界第二的Raft Sunder拉夫特桥(主跨298 m)，而成为世界上跨度最大的连续刚构桥梁。

从以上桥例可以看出，我国在预应力混凝土桥梁方面的起步虽然较晚，但经过30多年的迅猛发展，无论在建设规模和发展速度上已取得了令全世界瞩目的成就。上述桥梁的修建，标志着我国预应力混凝土桥梁的设计、施工工艺与技术水平已跨入世界先进行列。

2 我国大跨度预应力连续桥梁存在的问题

从设计规范上来说，预应力混凝土梁桥作为全预应力和部分预应力A类构件，在施工和运营阶段是不允许出现裂缝的。然而，由于设计、施工和运营管理等方面存在不足和缺陷，在过去的30多年中，预应力连续梁、连续刚构桥箱梁的腹板、顶板、底板、横隔板以及锚固齿板等部位普遍出现了不同形式的裂缝。有些裂缝在施工期间就已经出现，有些经过一段时间运营后开始出现。这些裂缝对结构的安全性、耐久性和正常使用产生了十分不利的影响。

当结构出现裂缝后，一方面降低了结构的整体刚度，使结构变形过大、下挠。另一方面将对混凝土结构的耐久性带来严重影响。

混凝土开裂后，氯离子、水分、氧气等侵蚀性化学物质将侵入混凝土内部，导致钢筋或预应力筋的腐蚀。钢筋锈蚀一方面减弱了钢筋与混凝土之间的粘结力，使桥梁的刚度、强度降低。另一方面，由于锈蚀膨胀，导致裂缝进一步发展，提供了使侵蚀破坏作用逐步升级、混凝土耐久性不断下降的渠道，形成混凝土结构耐久性进一步退化的恶性循环，就有可能导致结构耐久性的最终破坏，降低了桥梁的使用寿命，并对桥梁的安全性造成极大的威胁。

预应力混凝土连续箱梁桥存在的大面积的开裂现象，一方面，说明了在大跨径预应力混凝土连续桥梁的设计、施工和所用材料上，存在着缺陷和不足的环节。另一方面，使得工程界对预应力混凝土箱梁桥的应用产生了怀疑，一定程度上影响了预应力混凝土箱梁桥在公路建设中的进一步推广和应用。

混凝土桥梁裂缝是桥梁工程施工中容易产生和难以防范的一个重要问题，如处理不当，将直接影响桥梁的工程质量，并有可能导致严重的后果。桥梁裂缝成因复杂、多样，涉及到原材料质量、混凝土配合比、混凝土生产质量控制、设计、施工、使用等多诸多因素，必须具体问题具体分析，正确把握问题的实质，合理采取相应对策加以防治。

2007年，在国家“863”计划和交通部西部交通科技项目的资助下，交通部公路科学研究院对全国公路系统主跨大于60 m的近180座预应力混凝土箱梁桥的裂缝进行了调查与统计分析。调查涵盖了1980年代以来所建的桥梁，桥梁跨径从60～270 m。根据调查结果，箱梁几乎全都存在开裂现象，在用公路预应力混凝土箱梁桥的开裂呈现出明显的普遍性开裂特征。裂缝及常见位置有以下几种。

(1)底板横向裂缝：跨中附近底板及腹板。

(2)顶板横向裂缝：桥墩部位顶板及腹板。

(3)腹板斜裂缝：L/4跨及梁端附近腹板。

(4)与底板横向裂缝贯通的腹板裂缝：剪跨区内的底板及腹板。

(5)底板层间横向裂缝：配有底板正弯矩束的跨中底板。

(6)贯通腹板、底板的螺旋状裂缝：L/4～3L/4区域的底板及腹板。

(7)顶、底板纵向裂缝：跨中附近厚度较薄的底板、全桥顶板、板中部、承托附近。

(8)齿板局部区域裂缝：齿板与顶板、底板、腹板交界处，齿板侧面及前端纵向裂缝。

(9)锚下发散裂缝：钢束锚固处(梁端及齿板)。

(10)沿预应力管道裂缝：任何预应力管道，尤其腹板管道弯曲段。

(11)横隔板裂缝：横隔板过人洞周边、正上方、两侧。

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2012-06-11