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（常州市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 常州 213022）

1 國內(nèi)外PC連續(xù)梁存在的問題

（1）發(fā)展規(guī)模。20世紀(jì)末，中國在改革開放方針政策的指引下，國民經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，大規(guī)模的基礎(chǔ)工程建設(shè)如火如荼 ，截至2007年底中國公路總里程已達(dá)360萬km（高速公路6萬km）；橋梁數(shù)量60萬余座（2.8萬m）；各項(xiàng)指標(biāo)說明中國已成為世界橋梁大國。在世界上前20座大跨連續(xù)剛構(gòu)橋中，中國占有14座，數(shù)量占70%。1992年廣東虎門大橋建成時(shí)，其270m跨徑為世界第一。從目前跨徑大小來看，排名第4，5，6的橋梁都在中國，且都是高速公路雙向6車道的重載橋，其規(guī)模都大于前三位。

（2）存在問題。原國際結(jié)構(gòu)混凝土協(xié)會(huì)（CEB）調(diào)查了27座跨徑自53～195m的PC連續(xù)梁的跨中下?lián)锨闆r，發(fā)現(xiàn)通車8～10年后撓度仍有明顯增長的趨勢。例如：英國Kingston橋（62.5m＋143.3＋62.5m＝268.3m），1970年建成后跨中撓度一直在緩慢地增大，至今已超過30 cm（L／478），并發(fā)現(xiàn)大量跨中裂縫。美國 Pavvotts渡橋（99m＋195m＋99m＝393m）在使用12年后，主跨下?lián)?3.5cm（L／307），跨中大量開裂。1977年建成的帕勞共和國Korov Babeidaob橋（72m＋241m＋72m＝385m），1996年發(fā)現(xiàn)下?lián)?.20m（L／205），加固后3個(gè)月就倒塌。在中國的橋梁普查和養(yǎng)護(hù)中，也普遍發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)跨中下?lián)系默F(xiàn)象。

（3）PC連續(xù)梁橋加固費(fèi)用高。在大量文獻(xiàn)中可以看到，廣東、湖北、山東、河南、浙江和湖南等省其橋梁加固費(fèi)早已過億元。僅湖北省一座黃石大橋加固費(fèi)用就高達(dá)7 500萬元。

（4）橋梁規(guī)范亟待補(bǔ)充、修改完善。國內(nèi)眾多橋梁下?lián)虾烷_裂的普遍性和規(guī)律性的事實(shí)，使我們有理由懷疑橋梁技術(shù)規(guī)程中有關(guān)變形指標(biāo)規(guī)定的可靠性。2004年交通部頒布《JTGD－2004》新橋規(guī)，在荷載組合、汽車荷載取值、抗裂驗(yàn)算、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、溫度作用的取值等等有關(guān)強(qiáng)度驗(yàn)算方面的技術(shù)內(nèi)容，均有所改進(jìn)，但在控制變形（撓度、拉應(yīng)變）等方面仍無突破。

2 廣東虎門大橋輔航道橋

主跨L＝270m的廣東虎門大橋是中國最大跨徑的連續(xù)剛構(gòu)橋。設(shè)計(jì)先進(jìn)、施工獲得《魯班金獎(jiǎng)》，1997年建成時(shí)為世界最大跨徑。運(yùn)營后在前5年實(shí)測跨中下?lián)夕闹蹬c時(shí)間（t）基本上呈線性關(guān)系，處于彈性狀態(tài)，相對(duì)撓度為L／1 687。但到了第7年發(fā)生突變，如圖1所示，跨中下緣和腹板同時(shí)出現(xiàn)裂縫，這震動(dòng)了全國橋梁工程界，由此引發(fā)PC連續(xù)剛構(gòu)橋跨中恒載允許值的大討論。虎門大橋工程實(shí)踐表明：相對(duì)撓度（L／1687）是一個(gè)跨中下?lián)吓c開裂的重要指標(biāo)。

圖1 虎門大橋跨中下?lián)?/p>

3 梁橋恒載跨中撓度容許值

現(xiàn)行《橋規(guī)》對(duì)梁橋恒載跨中混凝土徐變撓度容許值［ft］沒有明確規(guī)定，一般常用活載容許撓度值［f／600］＝fp來代替。例如，虎門大橋恒載容許下?lián)现蹈哌_(dá)45cm。但是事實(shí)上當(dāng)下?lián)夕模?6cm時(shí)（L／1 038）就出現(xiàn)了裂縫，表1對(duì)15座開裂橋梁和7座未開裂橋梁的相對(duì)撓度做了對(duì)比（此表不便詳細(xì)列出大橋名稱）。PC連續(xù)梁的跨中下?lián)蟜t值如以相對(duì)撓度）來表示，可見在運(yùn)營多年以 后，值在（L／1000）左右時(shí)均出現(xiàn)大量裂縫。在15座統(tǒng)計(jì)橋梁中相對(duì)撓度大于和符合（1／600）者，均已出現(xiàn)了嚴(yán)重的下?lián)虾烷_裂問題；而7座未開裂的橋梁相對(duì)撓度均小于［L／1 600］。由此可見，繼續(xù)采用［ft］＝［f／600］的標(biāo)準(zhǔn)來控制PC連續(xù)梁撓度是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

4 推薦的跨中撓度容許值

虎門大橋和表1調(diào)查的15座開裂橋梁的恒載跨中相對(duì)撓度（δ／L）均大于L／1 600；而沒有開裂的7座橋撓度值均小于該值。因此建議《橋規(guī)》中梁橋恒載跨中容許相對(duì)撓度值可取［ft＝L／1 600］。此外，原《橋規(guī)》曾指出，當(dāng)計(jì)算恒載撓度小于 ［L／1 600］時(shí)可不設(shè)預(yù)拱度，這從另一個(gè)側(cè)面也說明［L／1 600］的取值比較安全，這是一個(gè)能控制連續(xù)梁弧長不至于過大增長而引起開裂的恰當(dāng)指標(biāo)。

5 論證

現(xiàn)從相對(duì)允許的頂面伸長率方面來論證推理的合理性。

箱梁頂面的相對(duì)伸長率η＝Δ／L，見圖2，現(xiàn)仍以虎門大橋?qū)崪y值為例反算。

圖2 箱梁頂面下?lián)虾蠡￠L

（1）跨徑L＝270m，下?lián)现礷＝0.16m（開始開裂值）。

（3）連續(xù)剛構(gòu)橋頂面下?lián)蟜＝0.16m后，頂面長度由L＝270m增大為270.000 25m，絕對(duì)伸長量Δ＝0.000 25m＝0.25mm。

（4）相對(duì)伸長率η＝Δ／L＝0.000 25／270≈1.00×10－6，這個(gè)指標(biāo)可作為混凝土容許伸長量參考值（計(jì)為［ε］），因此當(dāng)箱梁跨中下?lián)仙暇壪鄬?duì)伸長率η＝Δ／L＞［ε］時(shí)，將出現(xiàn)開裂；而當(dāng)η＜［ε］時(shí)，箱梁將不開裂。

表1 國內(nèi)外橋梁跨中相對(duì)撓度（δ／L）比較表

6 結(jié)論

長期以來，我國橋規(guī)對(duì)梁橋恒載跨中撓度允許值［ft］一直空缺；一般均用活載撓度fp＝［L／600］代替。我們認(rèn)為這是造成中國 PC連續(xù)梁跨中普遍下?lián)?、底板開裂的一個(gè)重要原因。通過本文分析，提出設(shè)計(jì)應(yīng)控制跨中撓度允許值［ft］≤L／1600才能確保橋梁安全。

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