空心板端部底板裂缝成因分析

赖苑林

（广东省冶金建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510000）

某高速公路，线上20m 空心板桥梁底板端部出现大量“八字形”斜向裂缝，裂缝由两侧支座向梁体边缘两侧部分延伸，如图1 所示。现对其成因进行分析。本文根据设计图纸，采用Midas Civil 建立中板单梁实体模型，施加恒载和设计活载进行计算。根据模型计算结果，分析底板端部裂缝成因。

图1 空心板底板端部裂缝

1 模型建立

空心板中板和边板均出现类似病害，由于篇幅限制，本次只针对空心板中板进行分析，中板截面如图2 所示，预应力平面布置端部节段如图3 所示。

图2 空心板横断面（单位：cm）

图3 预应力平面布置节段

C50 混凝土采用实体单元模拟，预应力钢绞线采用梁单元模拟，施加一期和二期恒载、预应力荷载和活载[1]，对空心板施加简支约束。空心板实体模型如图4 所示，整个模型共5535 个节点，4180 个单元。

2 模型分析

对实体模型进行计算后，截取端部区域进行分析发现，在荷载基本组合作用下，空心板端部底板部分区域出现较大拉应力，如图5 所示，其最大拉应力达到3.7MPa，超过了C50 混凝土的拉应力标准值2.65MPa[2]。同时可以看出，出现拉应力的区域走向为由两侧支座指向梁体中间，与裂缝从支座两侧指向梁体边缘外侧走向对应。

图4 空心板中板实体模型

图5 端部拉应力区域示意

3 结语

根据模型分析结果可知，此种预应力筋平面布置形式不利于空心板受力，应在以后的设计中避免使用，以防止类似病害发生。

进一步分析预应力平面布置图发现：预应力钢筋在此处空缺，难以为混凝土提供预压力，加上支座处应力集中，使得局部混凝土拉应力过大，最终导致混凝土开裂。