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图3(2) 湿接缝的位置影响永和大桥中的湿接缝主要用于桥跨合龙,其压应力储备方式明显不同于主梁预製节段拼装时所採用的环氧接缝 。正如图4所示,环氧接缝的压应力储备还在很大程度上还受到斜拉索水平分力的作用,而主跨的湿接缝却位于最长索(即C11 索)的外侧 。这样,斜拉索的水平分力无法为湿接缝提供压力,甚至有时还可能对其应力状态有消极的影响 。
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图4(3) 湿接缝的施工质量新老混凝土的结合能力还与结合面的处理方式(凿毛、刻槽等)及普通钢筋的配筋率有关 。根据永和大桥原设计图纸可知,主跨合龙段与相邻预製节段之间的湿接缝处的普通钢筋含筋率仅为0.5%,按照宁波招宝山大桥加固重建工程的经验,这会导致新老混凝土的结合能力不足 。况且,从永和大桥主跨合龙段拆除后的实际情况来看,湿接缝处新老混凝土的结合面并未进行过特别的处理,表面光滑,而且结合面的实际普通钢筋远远没有达到设计图纸中所要求的数量,如图5 所示 。
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图5新老混凝土结合面的现场照片破坏主要原因从受力角度来看,节段式桥樑接缝的作用就是传递剪力、轴力及弯矩 。对于像永和大桥这样的漂浮体系斜拉桥而言,主跨合龙段附近的湿接缝所受的轴力和剪力并不大,而最令人担心的还是弯矩,该桥湿接缝的破坏形态也验证了这一点 。通过前述分析,主跨合龙段与相邻预製节段之间湿接缝的破坏主要由以下几个方面因素造成的: (1) 长期超载运营是造成湿接缝开裂的最主要、最直接的外部因素 。活载对主跨合龙段与相邻预製节段之间的湿接缝受力有显着影响,而湿接缝的混凝土强度很难达到像整体浇筑的混凝土那样的程度,其抗拉强度降低是必然的 。当超载量达到临界车重后,湿接缝混凝土发生开裂,在长期超载车辆反覆作用下,裂缝不断扩展而加深加宽,造成下缘的普通钢筋甚至预应力钢筋断裂 。值得注意的是,本文计算中并未考虑多辆重车同时过桥的情况,而交通量调查结果显示,该桥实际运营中存在多辆重车连续过桥的情况,甚至桥面上布满了重车,车与车之间间距很小,因此,实际的状况可能更糟 。故永和大桥不仅存在超载现象,而且其超载量足以使湿接缝混凝土开裂 。(2) 运营期间拉索的鬆弛、混凝土的收缩徐变、主梁纵向预应力有效性的降低、主梁刚度的退化等均是造成湿接缝破坏的不可忽略的外部因素 。永和大桥结构现状模拟的计算结果表明,这些因素综合在一起会导致湿接缝混凝土应力状态明显恶化 。(3) 主跨合龙段附近的湿接缝在桥跨中所处的位置、合龙段预应力钢筋的交叉锚固方式等对保证湿接缝的压应力储备均无太大帮助,而实际施工中又往往忽视对新老混凝土结合面的处理及普通钢筋的配置,这些均属造成湿接缝破坏的内部因素 。通过上述分析,建议今后应充分重视湿接缝在节段式桥樑受力中的“特殊地位”,设计中应考虑到湿接缝混凝土强度降低而儘可能预留出足够的应力储备,同时合龙段预应力筋应优先考虑通长束,即跨越过合龙段附近的湿接缝再行锚固,另外还应适度提高湿接缝处普通钢筋的配筋率 。施工中应重视新老混凝土结合面的正确处理,对接缝处混凝土的密实度及浇筑质量应进行严格控制 。此外,养护运营期间严格控制超载超限车辆是至关重要的,当斜拉桥结构状态发生明显偏离时,应及时考虑採用调索等措施来避免结构混凝土应力状态的过度恶化 。