淺談我國大跨度預應力連續橋梁存在的問題

張國忠，王欣群

(1.牡丹江公路管理處;2.黑龍江省公路工程造價管理總站)

淺談我國大跨度預應力連續橋梁存在的問題

張國忠1，王欣群2

(1.牡丹江公路管理處;2.黑龍江省公路工程造價管理總站)

介紹了我國大跨度預應力連續橋梁發展現狀，說明了我國大跨度預應力連續橋梁存在的問題。

大跨度預應力連續橋梁;存在;問題

1 我國大跨度預應力連續橋梁發展現狀

預應力混凝土連續箱梁橋具有結構剛度大、行車平順舒適、伸縮縫少和養護簡單等一系列優點。從上世紀70年代開始，我國公路上開始修建大跨度預應力混凝土箱梁橋，進入1980年代后，預應力連續箱梁橋和預應力箱梁連續剛構橋得到了迅猛發展，現已成為我國大跨度橋梁的主要橋型之一。目前我國高等級公路上已修建了大量的大跨度預應力箱形截面橋梁，主跨徑達100 m以上的橋梁數以百計，200 m以上的也已超過了30座。在世界范圍內，我國預應力混凝土箱梁橋的建設也跨入了領先行列。

六庫怒江橋位于云南省怒江僳僳族自治州州府六庫，跨怒江，是當時國內跨度最大的預應力混凝土連續箱梁。采用3跨變截面箱形梁，分跨為85 m+154 m+85 m，箱梁為單箱單室截面，箱寬5.0 m。支點處梁高8.5 m，跨中梁高2.8 m。于1991年3月竣工。

南京長江二橋北汊橋為預應力混凝土連續箱梁橋，橋長2 172 m，主跨為90 m+3×165 m+90 m，該跨徑在亞洲最大。設計荷載：汽-超20，掛-20，橋面寬32 m。盆式橡膠支座噸位達6 500 t。于1997年10月6日開工，2001年3月26日建成通車。

洛溪橋位于廣東省廣州市南郊，跨珠江，是我國建造的第一座預應力混凝土連續剛構橋。橋總長1 916.04 m，主橋為65 m+125 m+180 m+110 m，長480 m，寬15.5 m。由單箱組成，跨中梁高3 m，墩頂梁高10.0 m。懸臂澆筑施工。主孔橋墩采用雙壁式薄壁空心墩。于1988年8月建成通車。

黃石長江大橋位于湖北省黃石市，主橋長1 060 m，分跨為162.5 m+3 245 m+162.5 m，5跨預應力混凝土連續-剛構橋，橋寬20 m。跨中梁高4.1 m，墩頂梁高11.0 m，1996年建成。

代表我國預應力混凝土連續剛構橋設計施工水平的虎門大橋輔航道橋于1997年建成通車，主跨為270 m，打破了1985年由澳大利亞門道Gateway橋(主跨260 m)保持PC連續剛構跨度達12年之久的世界記錄。

重慶石板坡長江大橋復線橋為剛構-連續梁組合體系。正橋橋跨布置為87.75 m+4×138 m+330 m+133.75 m(一聯)。主跨330 m剛構采用鋼-預應力混凝土組合體系。2005年底建成通車，超過挪威1998年建成世界第一的斯托爾馬橋(主跨301 m)和世界第二的Raft Sunder拉夫特橋(主跨298 m)，而成為世界上跨度最大的連續剛構橋梁。

從以上橋例可以看出，我國在預應力混凝土橋梁方面的起步雖然較晚，但經過30多年的迅猛發展，無論在建設規模和發展速度上已取得了令全世界矚目的成就。上述橋梁的修建，標志著我國預應力混凝土橋梁的設計、施工工藝與技術水平已跨入世界先進行列。

2 我國大跨度預應力連續橋梁存在的問題

從設計規范上來說，預應力混凝土梁橋作為全預應力和部分預應力A類構件，在施工和運營階段是不允許出現裂縫的。然而，由于設計、施工和運營管理等方面存在不足和缺陷，在過去的30多年中，預應力連續梁、連續剛構橋箱梁的腹板、頂板、底板、橫隔板以及錨固齒板等部位普遍出現了不同形式的裂縫。有些裂縫在施工期間就已經出現，有些經過一段時間運營后開始出現。這些裂縫對結構的安全性、耐久性和正常使用產生了十分不利的影響。

當結構出現裂縫后，一方面降低了結構的整體剛度，使結構變形過大、下撓。另一方面將對混凝土結構的耐久性帶來嚴重影響。

混凝土開裂后，氯離子、水分、氧氣等侵蝕性化學物質將侵入混凝土內部，導致鋼筋或預應力筋的腐蝕。鋼筋銹蝕一方面減弱了鋼筋與混凝土之間的粘結力，使橋梁的剛度、強度降低。另一方面，由于銹蝕膨脹，導致裂縫進一步發展，提供了使侵蝕破壞作用逐步升級、混凝土耐久性不斷下降的渠道，形成混凝土結構耐久性進一步退化的惡性循環，就有可能導致結構耐久性的最終破壞，降低了橋梁的使用壽命，并對橋梁的安全性造成極大的威脅。

預應力混凝土連續箱梁橋存在的大面積的開裂現象，一方面，說明了在大跨徑預應力混凝土連續橋梁的設計、施工和所用材料上，存在著缺陷和不足的環節。另一方面，使得工程界對預應力混凝土箱梁橋的應用產生了懷疑，一定程度上影響了預應力混凝土箱梁橋在公路建設中的進一步推廣和應用。

混凝土橋梁裂縫是橋梁工程施工中容易產生和難以防范的一個重要問題，如處理不當，將直接影響橋梁的工程質量，并有可能導致嚴重的后果。橋梁裂縫成因復雜、多樣，涉及到原材料質量、混凝土配合比、混凝土生產質量控制、設計、施工、使用等多諸多因素，必須具體問題具體分析，正確把握問題的實質，合理采取相應對策加以防治。

2007年，在國家“863”計劃和交通部西部交通科技項目的資助下，交通部公路科學研究院對全國公路系統主跨大于60 m的近180座預應力混凝土箱梁橋的裂縫進行了調查與統計分析。調查涵蓋了1980年代以來所建的橋梁，橋梁跨徑從60～270 m。根據調查結果，箱梁幾乎全都存在開裂現象，在用公路預應力混凝土箱梁橋的開裂呈現出明顯的普遍性開裂特征。裂縫及常見位置有以下幾種。

(1)底板橫向裂縫：跨中附近底板及腹板。

(2)頂板橫向裂縫：橋墩部位頂板及腹板。

(3)腹板斜裂縫：L/4跨及梁端附近腹板。

(4)與底板橫向裂縫貫通的腹板裂縫：剪跨區內的底板及腹板。

(5)底板層間橫向裂縫：配有底板正彎矩束的跨中底板。

(6)貫通腹板、底板的螺旋狀裂縫：L/4～3L/4區域的底板及腹板。

(7)頂、底板縱向裂縫：跨中附近厚度較薄的底板、全橋頂板、板中部、承托附近。

(8)齒板局部區域裂縫：齒板與頂板、底板、腹板交界處，齒板側面及前端縱向裂縫。

(9)錨下發散裂縫：鋼束錨固處(梁端及齒板)。

(10)沿預應力管道裂縫：任何預應力管道，尤其腹板管道彎曲段。

(11)橫隔板裂縫：橫隔板過人洞周邊、正上方、兩側。

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1008-3383(2012)11-0078-01

2012-06-11