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【摘 要】 本文介绍了钢筋混凝土现浇曲线箱梁桥主梁裂缝损伤情况，通过结构分析对其承载能力及裂缝宽度作以评定。进而，从裂缝成因入手提出能够应用于工程实践的裂缝补强方案，并通过计算分析该方法的效果，为同类桥型的裂缝补强方法提供参考。
【关键词】 RC梁;损伤;裂缝补强;弹性支承;刚性支承
1.桥梁概况
该桥梁为钢筋混凝土现浇曲线箱梁桥，是一座匝道桥的一联。其跨径组合为25+2X29+2X25+20米，位于半径R=260m的平曲线上，桥面净宽：净11.50+2X0.5（防护栏）=12.50米。主梁为单箱双室现浇箱梁，梁高1.50米，箱宽7.50米，翼缘板长2.50米。跨中、支点肋宽各为0.30米，0.50米。下部采用柱式墩，肋板式桥台。
该桥在建成荷载实验后，25米边孔箱梁在距支点0.4L处出现裂缝，宽度多在0.05～0.25mm之间，个别达0.3mm。裂缝长度0.3～3.5m之间，间距13～20cm。两侧边肋处出现多处裂缝，部分裂缝宽度超过《公桥规》规定值0.2mm。在29米中孔墩墩顶箱梁两侧上缘出现裂缝，裂缝宽度大部分在0.12～0.26mm之间，个别达到0.31mm。裂缝长度在0.3～0.5m之间。所有裂缝走向正弯矩区底板裂缝均为横向裂缝，负弯矩区肋板裂缝均垂直于桥轴线。
2.承载能力验算及病害分析
為进行正确客观的病害分析，首先应模拟原桥梁结构实际工况建立计算模型，从而对原桥承载能力进行复核。考虑到本桥为空间连续弯梁桥，用传统的平面杆系分析程序分析原桥结构无法反映出各控制截面弯矩、扭矩的最不利耦合工况。同时，应简化计算墩台、支座联合弹性常数以模拟主梁弹性约束，使得计算结果更符合实际情况。针对以上两点，采用空间曲梁单元及空间结构通用分析程序ANSYS，采用空间三维块体单元进行计算。
2.1空间曲梁单元计算模型
每个桥台及分隔墩安放三个橡胶支座，支座规格为GYZ40X50X7.8，支座间距为3.30+3.30m。中间墩顶安放一个橡胶支座，支座规格为GYZ70X130X12.3。
计算采用的曲线梁单元划分及计算模型见图1所示。
图1 计算模型图示
计算结果列于表1中。
表1 截面承载力验算
位置 弯矩控制（根数） 裂缝控制（面积） 合计
（根数） 实际钢筋根数（25）
上缘 下缘 上缘 下缘 上缘 下缘 上缘 下缘
第一孔 支点1
8分点 2 61 2 23 4 84 75 75
4分点 2 86 2 16 4 102 75 128
跨中 2 97 2 19 4 116 75 128
4分点 28 35 8 28 36 63
8分点 74 2 21 6 95 8 140 63
第二孔 支点2 127 2 29 2 156 4 140 63
8分点 62 4 28 4 90 8 140 63
4分点 24 35 8 18 32 53 75 63
跨中 2 101 2 12 4 113 75 128
4分点 21 54 2 22 23 76
8分点 57 29 11 5 68 34 140 63
第三孔 支点3 117 2 12 2 129 4 140 63
8分点 56 27 10 5 66 32 140 63
4分点 20 53 2 24 22 77 75 63
跨中 2 98 2 17 4 115 75 128
4分点 28 29 7 35 35 64
8分点 62 2 25 15 87 17
从表中可以看出边孔跨中及29m跨支点截面钢筋储备不足。
2.2按《公桥规》公式分析裂缝宽度
由平面杆系程序GQJS5.1分析计算结果，按照《公桥规》JTJ023-85第4.2.5条中裂缝计算公式
δfmax=C1C2C3σg/Eg*（30+d）/（0.28+10μ）
得到的分析结果列于表2：
表2 裂缝宽度验算
计算控制
截面 恒载弯矩M0
（KN.M） 组合一弯矩M
（KN.M） 施工图中截面
钢筋面积（cm2） 计算裂缝宽度
（mm）
边孔跨中 8441 11852 514.5 0.17
29m孔支点 16413 19817 688.6 0.23
从表中可以看出支点截面裂缝宽度超过《公桥规》限值，跨中截面按裂缝控制的承载能力储备不足。
为模拟原结构在活荷载（荷载等级为汽-超20级）作用下的应力及变位，本次计算在25米边孔靠近支点0.4L=10m截面的弯矩影响线上按重车最不利工况加载，以结点集中力模拟汽车车轮荷载，重点列出了该截面在活载偏载作用下正弯矩区拉应力的最大值，并对中间墩增加二支座后结构的应力及变形作了对比分析。从而为分析裂缝损伤成因积累数据资料。具体结果参见表3。
表3 边孔底板纵向拉应力及变位（活载）
截面
位置 肋号 拉应力（MPa） 最大竖向变位（mm）
中间墩单支座 中间墩三支座 中间墩单支座 中间墩三支座
0.4L=10米 1 0.89 0.84 4.20 3.08
2 1.10 1.06 2.95 2.32
3 1.81 1.80 1.72 1.75
【关键词】 RC梁;损伤;裂缝补强;弹性支承;刚性支承
1.桥梁概况
该桥梁为钢筋混凝土现浇曲线箱梁桥，是一座匝道桥的一联。其跨径组合为25+2X29+2X25+20米，位于半径R=260m的平曲线上，桥面净宽：净11.50+2X0.5（防护栏）=12.50米。主梁为单箱双室现浇箱梁，梁高1.50米，箱宽7.50米，翼缘板长2.50米。跨中、支点肋宽各为0.30米，0.50米。下部采用柱式墩，肋板式桥台。
该桥在建成荷载实验后，25米边孔箱梁在距支点0.4L处出现裂缝，宽度多在0.05～0.25mm之间，个别达0.3mm。裂缝长度0.3～3.5m之间，间距13～20cm。两侧边肋处出现多处裂缝，部分裂缝宽度超过《公桥规》规定值0.2mm。在29米中孔墩墩顶箱梁两侧上缘出现裂缝，裂缝宽度大部分在0.12～0.26mm之间，个别达到0.31mm。裂缝长度在0.3～0.5m之间。所有裂缝走向正弯矩区底板裂缝均为横向裂缝，负弯矩区肋板裂缝均垂直于桥轴线。
2.承载能力验算及病害分析
為进行正确客观的病害分析，首先应模拟原桥梁结构实际工况建立计算模型，从而对原桥承载能力进行复核。考虑到本桥为空间连续弯梁桥，用传统的平面杆系分析程序分析原桥结构无法反映出各控制截面弯矩、扭矩的最不利耦合工况。同时，应简化计算墩台、支座联合弹性常数以模拟主梁弹性约束，使得计算结果更符合实际情况。针对以上两点，采用空间曲梁单元及空间结构通用分析程序ANSYS，采用空间三维块体单元进行计算。
2.1空间曲梁单元计算模型
每个桥台及分隔墩安放三个橡胶支座，支座规格为GYZ40X50X7.8，支座间距为3.30+3.30m。中间墩顶安放一个橡胶支座，支座规格为GYZ70X130X12.3。
计算采用的曲线梁单元划分及计算模型见图1所示。
图1 计算模型图示
计算结果列于表1中。
表1 截面承载力验算
位置 弯矩控制（根数） 裂缝控制（面积） 合计
（根数） 实际钢筋根数（25）
上缘 下缘 上缘 下缘 上缘 下缘 上缘 下缘
第一孔 支点1
8分点 2 61 2 23 4 84 75 75
4分点 2 86 2 16 4 102 75 128
跨中 2 97 2 19 4 116 75 128
4分点 28 35 8 28 36 63
8分点 74 2 21 6 95 8 140 63
第二孔 支点2 127 2 29 2 156 4 140 63
8分点 62 4 28 4 90 8 140 63
4分点 24 35 8 18 32 53 75 63
跨中 2 101 2 12 4 113 75 128
4分点 21 54 2 22 23 76
8分点 57 29 11 5 68 34 140 63
第三孔 支点3 117 2 12 2 129 4 140 63
8分点 56 27 10 5 66 32 140 63
4分点 20 53 2 24 22 77 75 63
跨中 2 98 2 17 4 115 75 128
4分点 28 29 7 35 35 64
8分点 62 2 25 15 87 17
从表中可以看出边孔跨中及29m跨支点截面钢筋储备不足。
2.2按《公桥规》公式分析裂缝宽度
由平面杆系程序GQJS5.1分析计算结果，按照《公桥规》JTJ023-85第4.2.5条中裂缝计算公式
δfmax=C1C2C3σg/Eg*（30+d）/（0.28+10μ）
得到的分析结果列于表2：
表2 裂缝宽度验算
计算控制
截面 恒载弯矩M0
（KN.M） 组合一弯矩M
（KN.M） 施工图中截面
钢筋面积（cm2） 计算裂缝宽度
（mm）
边孔跨中 8441 11852 514.5 0.17
29m孔支点 16413 19817 688.6 0.23
从表中可以看出支点截面裂缝宽度超过《公桥规》限值，跨中截面按裂缝控制的承载能力储备不足。
为模拟原结构在活荷载（荷载等级为汽-超20级）作用下的应力及变位，本次计算在25米边孔靠近支点0.4L=10m截面的弯矩影响线上按重车最不利工况加载，以结点集中力模拟汽车车轮荷载，重点列出了该截面在活载偏载作用下正弯矩区拉应力的最大值，并对中间墩增加二支座后结构的应力及变形作了对比分析。从而为分析裂缝损伤成因积累数据资料。具体结果参见表3。
表3 边孔底板纵向拉应力及变位（活载）
截面
位置 肋号 拉应力（MPa） 最大竖向变位（mm）
中间墩单支座 中间墩三支座 中间墩单支座 中间墩三支座
0.4L=10米 1 0.89 0.84 4.20 3.08
2 1.10 1.06 2.95 2.32
3 1.81 1.80 1.72 1.75