橋樑單板受力原因及預防措施淺析論文

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【論文關鍵詞】:橋樑;單板受力;原因;措施

橋樑單板受力原因及預防措施淺析論文

【論文摘要】:隨着我國經濟技術水平的不斷提高,我國的橋樑事業得到了飛速發展,文章就橋樑單板受力原因及預防措施等方面作一下淺析。

隨着我國經濟技術水平的不斷提高,我國的橋樑事業得到了飛速發展,文章就橋樑單板受力原因及預防措施等方面作一下淺析。

一、分析的橋樑單板受力的一般規律

1.由於重車車速慢,很少佔用超車道,使行車道部分的開裂頻率遠大於超車道部分。

2.重輪直接作用在樑板導致位於行車道輪跡部位的樑板更容易產生單板受力。

3.實心板比空心板更容易出現單板受力。這是由於實心板的樑高通常比空心板小,鉸紋受剪面積也小,在輪載相同的情況下,剪切作用更爲明顯。

4.跨徑小的橋樑發生單板受力的機率更高。因爲跨徑小,樑高小,鉸縫受剪面積小,故剪切效應更爲顯著。

5.橋面滲水者不不滲水者更容易發生。這是水分和除雪滲鹽對混凝土的腐蝕作用所致,尤其使冬季的凍融作用,也有些情況是先剪裂以後才引起滲水的。

6.橋面鋪裝層較厚者單板受力較少,它得益於輪載傳力面積的擴散效果。

7.水泥混凝土的抗剪能力遠大雨瀝青混凝土,對應敵的擴散作用較大,在橋面厚度相同的情況下,水泥混凝土鋪裝比瀝青混凝土要好些。

8.支座頂爲溼接頭(即現澆混凝土)的優於預製樑板直接壓設在橡膠支座上的。每塊預製板通常都設四個支座,施工中很難保證四個支座受力完全一致。橡膠支座上有一個較大的接觸面,施工時即使是同一支座,也難以保證接觸面全面與樑板底面緊密接觸,造成受力不勻,給樑端受剪留下隱患。

二、形成單板受力的.原因分析

從根本上說,是由於板間絞縫被剪斷所致。其產生的原因可以從設計、施工和使用三個方面來分析。其中使用方面的原因即車輛等的荷載超過設計值,尤其是集中荷載(例如車輛的單側輪組)嚴重超過設計標準。下面着重從設計和施工方面進行分析:

1.設計方面的原因:車輛超載是產生單板受力的主要原因所在,但從設計角度來看,爲什麼在已出現單板受力的橋樑中,預製空心板頂板被壓碎的情況卻極少發生?這至少說明絞縫部位在設計方面的安全儲備遠低於頂板的設計。目前常用的預製板設計,一般都存在以下缺憾:(1)絞縫的形式不夠合理。例如樑端一定範圍的絞縫寬度只用1cm,如果再加上樑板預製和安裝就位時的誤差,使得絞縫的澆注質量難以保障。另外,在跨中部位的絞縫形式也不盡合理,其抗剪效率不夠理想。(2)設計中沒有慮及絞縫混凝土自身的收縮作用,沒有足夠重視新舊混凝土間粘結力的弱化作用。(3)絞縫鋼筋佈置太少,頂板連接鋼板抗力不足。(4)絞縫設計理論不夠完善,難以真實體現樑板間的實際受力狀況。從荷載的橫向分配理論可知,設計理論是按鉸接形式對單個荷載進行合格鄉分配的,但實際受力卻介於鉸接與剛接只,制約因素與絞縫的斷面形式和施工質量有關。

2.施工方面的原因:預製樑板的單板受力與施工質量有着密切的關係,因爲在同一條路線、同一種結構形式的橋樑,有地發生單板受力,有的卻沒有發生,便足以說明這一問題。在施工時一般應注意如下幾個問題:(1)預製板側面應認真鑿毛,並仔細清除由於鑿毛而產生的鬆動混凝土塊,以增強新舊混凝土間的粘結和抗剪能力。(2)絞縫混凝土澆注前,應對樑體側面進行灑水溼潤,以保證新舊混凝土間的良好結合。(3)絞縫混凝土務必灌滿震實,並進行必的養護。(4)最好能夠使用防收縮或微膨脹水泥澆注絞縫混凝土。(5)樑板吊裝時,要密切關注支座受力的均衡性,切忌支座懸空。(6)絞縫混凝土未達到設計強度前,嚴禁在橋上行駛車輛等重型荷載,以免使絞縫產生內傷。

三、預防單板受力的措施

解決問題的宗旨應在於防患於未然,因此應從設計方面入手,採取必要的預防措施。作者認爲,除了規範運輸以外,從以下三方面考慮,便可基本消除單板受力的弊端:1、對於小跨徑的橋樑,儘量設計成整體現澆結構。2、在預製板的跨中和兩端設計橫隔暗樑,以加強相鄰樑體間的聯結作用。絞縫響應部位的鋼筋也須予以加強。3、對預製板橫向預應力筋。因爲預製板(多數爲空心板)的跨徑一般讀在20m以下,所以橫向預應力筋的設置一般只在跨中和兩端共設三道即可。其中兩端的橫向預應力筋,除了加強絞縫的抗剪能力外,尚有克服支座不均勻變形方面的的作用。但對於現澆接頭的一端,因爲支座受力基本一致,如果不會出現支座本身質量問題的話,不設橫向預應力筋也可以。絞縫的抗剪強度除了混凝土質量以外,在很大程度上取決於新舊混凝土間的粘結力和摩阻力,,其中摩阻力=垂直力×摩阻力系數,由此可見,設置橫向預應力(即上式中的垂直力)可以大大增強絞縫的抗剪強度。另外,橫向預應力的作用還有助於提高絞縫混凝土本身的抗剪能力,對絞縫混凝土本身的收縮也極爲有利(預應力筋本身也具有一定的抗剪能力)。因此,設置橫向預應力即抓住了問題的關鍵。增加橫向預應力後,可能會改變活載的橫向分佈模式,但這種改變是向固結方向的偏移,即有利於提高橋樑的總體承載能力。

四、設置預應力應注意的事項

1.設計應注意的事項:(1)設計位置宜選在跨中,伸縮縫兩側是否設置應酌情考慮。(2)對於斜交角度不大的橋樑,預應力軸線宜垂直於跨中線。但對於斜交較大的橋樑(例如斜交300~450),則預應力方向應服從於伸縮縫方向(即與伸縮縫年平行),封錨突塊就會變的較大。(3)在預應力位置,空心板的內腔必須設置橫隔板,用於承受預應力,並向相鄰板塊傳遞預應力,防止側板在錨頭處被壓破。(4)預應力的預留孔道應適當放大,以便施工操作。(5)空心板的側面在絞縫處不必進行特殊設計,也沒有比喲設置孔道連接件。

2.施工應注意的事項:(1)管道定位必須準確,以防穿束困難。(2)由於空心板的內腔被預應力隔板隔斷,故如果採用充氣膠囊做內模,則每片樑必須用兩個膠囊,並應在端隔板預留一個孔洞,用於放氣抽出膠囊。(3)澆築絞縫混凝土前,應有凝固在絞縫處形成孔道的可靠措施,例如使用小型充氣膠囊。(4)預應力張拉採用單端張拉。由於預應力筋較短,故務必保證張拉質量,防止出現假錨現象。(5)由於橫向預應力爲後張法而錨頭外露,故應採取嚴密措施保證封錨頭外露,故應採取嚴密措施保證錨混凝土的外觀質量。