連續(xù)梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土梁的斜裂縫探討
此類裂縫也稱主拉應(yīng)力裂縫,也是P.C.梁橋中目前出現(xiàn)最多的一種裂縫。一般發(fā)生在支點(diǎn)和四分點(diǎn)附近,在梁軸線附近呈25?~50?方向開裂,并逐漸地向受壓區(qū)發(fā)展(寬度)和延伸(長度),甚至逐漸地向跨中范圍內(nèi)擴(kuò)展。
斜裂縫的產(chǎn)生原因復(fù)雜,屬剪切、扭轉(zhuǎn)性質(zhì)產(chǎn)生的主拉應(yīng)力不足而引起。從破壞性質(zhì)而言則屬脆性性質(zhì),因而必須十分重視,應(yīng)采取果斷措施,注意檢測和及時(shí)處理。
在設(shè)計(jì)中,人們對正截面強(qiáng)度常較注意,而對斜截面強(qiáng)度有時(shí)卻重視不夠,由于變高,腹板變厚,底板變厚等原因,一目很難了然,也即一眼很難確切地看出在什么部位會出現(xiàn)斜截面強(qiáng)度不足的問題,計(jì)算機(jī)有時(shí)只會按既定的程序執(zhí)行,不易發(fā)現(xiàn)或者會遺漏某些最不利截面的計(jì)算,甚至缺少了一些最不利組合的工況,例如某橋由于劃分單元太粗,未能發(fā)現(xiàn)突變應(yīng)力的出現(xiàn)而開裂。又如某橋出現(xiàn)了45?斜裂縫達(dá)148條,其中49條斜裂縫在腹板的內(nèi)外側(cè)均已貫通。
目前設(shè)計(jì)中常采用“直束”布置的方案,以利構(gòu)造和施工。因而在邊跨現(xiàn)澆段常不設(shè)彎起束,甚至不布置豎向預(yù)應(yīng)力筋和彎起的普通鋼筋。導(dǎo)致了連續(xù)梁邊跨出現(xiàn)斜裂縫的情況較為普遍。通常情況下,邊跨的梁高較小,如果配置豎向預(yù)應(yīng)力筋,其實(shí)際效果也是很差的,主要是短束的錨頭區(qū)損失份額太大,施工中也不易正確控制,故建議只按理論計(jì)算值的一半來考慮豎向預(yù)壓應(yīng)力(σy/2)較合理。因而,近年來對連續(xù)梁邊跨必須布置彎起束的觀點(diǎn)已成共識。
關(guān)于豎向束的錨頭空白區(qū)問題也應(yīng)十分注意,其分布角約為26?,空白區(qū)直至?xí)由熘粮拱澹瑢?dǎo)致靠近翼板加腋處的腹板出現(xiàn)主拉應(yīng)力裂縫。
在施工中如出現(xiàn)“跑模”,導(dǎo)致腹板尺寸減小者也時(shí)有所見,較設(shè)計(jì)厚度少2cm,直至4cm也曾出現(xiàn),致使主拉應(yīng)力增大而出現(xiàn)斜裂縫。在豎向預(yù)應(yīng)力筋的施工過程中,由于數(shù)量多,工作煩鎖,重視不夠而曾出現(xiàn)過各種質(zhì)量問題,例如:漏張、漏灌漿、張拉噸位不足、未能及時(shí)灌漿而使預(yù)應(yīng)力筋已經(jīng)嚴(yán)重銹蝕等。
在懸臂澆筑時(shí),由于沒有預(yù)壓重,或由于澆筑順序不正確(必須由懸臂端向根部推進(jìn)),導(dǎo)致了先澆砼的開裂,雖張拉了負(fù)彎矩束,但裂縫仍不能完全閉合,由于這類裂縫的存在導(dǎo)致了剪應(yīng)力τ的增大(已非全截面工作狀態(tài)),其主拉應(yīng)力甚至?xí)杀兜卦黾印闹骼瓚?yīng)力的的計(jì)算公式:
可以看出τ和σy對產(chǎn)生σl主拉應(yīng)力的關(guān)系,因而在施工中必須嚴(yán)格操作,精心施工,才能確保斜裂縫不會發(fā)生和發(fā)展。
關(guān)于P.C.連續(xù)梁和剛架斜裂縫加固處理的方案應(yīng)根據(jù)具體情況而采取不同的對策。常用的方法有壓灌或封閉裂縫,粘貼碳纖維片,加厚腹板,增加預(yù)應(yīng)力鋼束等。但均必須做好細(xì)致的加固設(shè)計(jì)工作,并進(jìn)行精心施工,做好營運(yùn)車輛的統(tǒng)一安排工作等。