自1988年主跨188 m的大跨連續(xù)剛構(gòu)洛溪橋建成以來(lái)，20年間我國(guó)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(jìng)爭(zhēng)力的橋型。然而修建的連續(xù)剛構(gòu)梁橋在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)了一些較為常見(jiàn)的病害：跨中下?lián)线^(guò)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(guò)對(duì)現(xiàn)有橋梁的病害分析，不僅能對(duì)以后的設(shè)計(jì)提供借鑒，對(duì)施工中應(yīng)注意的問(wèn)題提早警覺(jué)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(jì)方面、施工方面的原因。
1、材料方面的原因
近年來(lái)，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(xì)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(qiáng)度，而且實(shí)驗(yàn)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(yùn)用在橋梁上已經(jīng)在國(guó)際上引起巨大的爭(zhēng)議。實(shí)際調(diào)查表明，使用這種混凝土的橋梁往往在箱梁頂板會(huì)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(wú)從談起。這證明實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)用于實(shí)際工程中并不可靠。因?yàn)榛炷恋拈_(kāi)裂與結(jié)構(gòu)物的體積大小、養(yǎng)護(hù)歷史和周邊環(huán)境有著密切的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室所做的試驗(yàn)重點(diǎn)只集中在試件的7 d，28 d或者90 d的強(qiáng)度，收縮徐變性質(zhì)的研究，而對(duì)高性能混凝土更長(zhǎng)時(shí)間如1年，5年，1O年或者更長(zhǎng)時(shí)間的性質(zhì)，如強(qiáng)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(hù)對(duì)形成混凝土強(qiáng)度和耐久性是非常重要的，工地不具備像實(shí)驗(yàn)室那樣恒溫恒濕的養(yǎng)護(hù)條件，同樣配合比的混凝土在工地的養(yǎng)護(hù)條件下和在實(shí)驗(yàn)室的養(yǎng)護(hù)條件下表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)可能有巨大的差別。
2、設(shè)計(jì)理論及計(jì)算方法的原因
2．1 平面的分析方法
早期設(shè)計(jì)的橋梁由于計(jì)算手段有限，采用的都是平面理論的分析方法。通過(guò)二維平面計(jì)算認(rèn)為，通過(guò)控制縱向和豎向的預(yù)應(yīng)力，整個(gè)箱梁的應(yīng)力都可以得到控制。基于以上理淪，從洛溪橋開(kāi)始很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，在箱梁橋的設(shè)計(jì)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(lái)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(jì)入這些影響因素，主拉應(yīng)力值將會(huì)有比較大的增長(zhǎng)。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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?？臻g有限元的發(fā)展為設(shè)計(jì)者了解應(yīng)力空問(wèn)分布提供了強(qiáng)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(shí)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(méi)有計(jì)算進(jìn)去，但在灌漿不密實(shí)、漿體泌水性過(guò)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(zhǎng)度較小，這使得在預(yù)應(yīng)力張拉的過(guò)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(duì)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(duì)跨中短期和長(zhǎng)期撓度均有較大的影響，其中頂板束預(yù)應(yīng)力大小對(duì)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€(gè)重要因素。
2．3 收縮徐變
收縮徐變的參數(shù)選定對(duì)計(jì)算值有較大影響。文獻(xiàn)[5]對(duì)以下三種收縮徐變的計(jì)算方法做了比較：CEP-FIP，美國(guó)AASHTO規(guī)范，混合理論。諸多文獻(xiàn)經(jīng)計(jì)算認(rèn)為在大跨度梁橋中，混合理論的計(jì)算值比其他兩個(gè)值大，可取混合理論計(jì)算結(jié)果?；旌侠碚撝袇?shù)值的選取對(duì)計(jì)算值影響較大。
3、施工方面的原因
在實(shí)現(xiàn)精細(xì)施工的道路上我們還有很長(zhǎng)的路要走。單方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)員隊(duì)伍水平的提高并不能實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的提高，因?yàn)槊康拦ば虻木唧w實(shí)施者是工人。每個(gè)施工單位都應(yīng)保證有一支員穩(wěn)定，經(jīng)驗(yàn)豐富的工人隊(duì)伍。要有具體的體制來(lái)保證工人隊(duì)伍的建設(shè)。實(shí)現(xiàn)工人隊(duì)伍素質(zhì)的提高需要時(shí)間。實(shí)現(xiàn)連續(xù)剛構(gòu)橋的病害防治，設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)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(guò)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(shí)加以強(qiáng)調(diào)。在公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的后張法檢查的實(shí)測(cè)項(xiàng)目中，只規(guī)定了管道的檢查項(xiàng)目而沒(méi)有規(guī)定定位筋的檢查項(xiàng)目。鑒于定位筋的重要性，建議增加定位筋的檢查項(xiàng)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(xiàn)計(jì)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(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土超方。
4、結(jié)語(yǔ)
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(jì)理論，設(shè)計(jì)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(yán)格把關(guān)混凝土的質(zhì)量，通過(guò)空問(wèn)有限元可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)更加精細(xì)和仿真，選用先進(jìn)的預(yù)應(yīng)力施工工藝，更加重視構(gòu)造鋼筋的作用，嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范。同時(shí)，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(cè)量，記載橋梁病害發(fā)展的詳細(xì)過(guò)程。
