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时间:2019-08-06
《10-30;杨帆-李编;王乃斌;空心板梁单板受力分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、空心板梁单板受力分析摘要:在道路桥梁建设中,空心板梁应用十分广泛,尤其是在中小跨径桥梁中,对道路桥梁安全起着关键性作用。空心板梁具有施工简单、建筑高度低以及成本低等优点,但在实际应用过程中,由于其单板受力问题,会引起各种病害,危及桥梁安全,增加桥梁维修加固难度。本文就对空心板梁单板受力进行分析,提出有效的应对措施,为使用空心板梁的桥梁安全提供保障。关键词:空心板梁;单板受力;分析近些年来,随着我国交通运输行业的迅猛发展,各种道路桥梁工程也不断增加,道路桥梁安全成为人们关注的重点内容。在空心板梁的应用中,受重载车辆增加、荷载趋化等因素的影响,容易引起空心板梁桥面铺装裂
2、缝、铰缝破坏等形式病害,造成单板受力,降低桥梁使用的安全性。因此,加强对空心板梁单板受力的分析,采取合适的防治措施,有着十分重要的现实意义。一、某桥梁工程空心板梁单板受力情况分析(一)高速公路通道桥桥梁概况该桥梁中心桩号K16+642,桥梁全长35.04米,共3跨,分离式双幅桥,桥跨组合为3-10m。桥面铺装为沥青混凝土,无伸缩缝,上部结构形式为预应力空心板梁(左右幅每跨各13榀梁),板式橡胶支座(每榀梁4支座),下部结构为双柱式桥墩和桩柱式桥台,设计荷载为汽-超20,挂-120级。(二)空心板梁受力情况首先,桥面铺装受力情况,经受力检查后,该桥梁右幅桥面主车道位置
3、通长纵向裂缝,伴有网裂现象,δ=1~2.5mm。其次,上部结构受力情况。经受力检查后,该桥梁R1-4~5#、R1-7#、R2-4~5#梁间铰缝存在通长渗水现象、局部渗泥;R3-4~5#梁铰缝墩顶位置至跨中处铰缝存在渗水现象;铰接缝对应桥面均有车辙、纵裂,重车经过未见铰缝有张开、梁体错位现象。综上所述,说明该桥对应梁体存在单板受力趋势。二、空心板梁单板受力病害特性与空间受力分析(一)空心板梁单板受力形成过程在中小跨径桥梁中,空心板梁的连接是通过现浇混凝土来企口缝铰接来实现的,在车辆行驶时,行车道板所受的荷载会向各横线板件进行传递,实现协同受力。但是,在持续受力的过程中
4、,铰接缝连接处会在车辆荷载反复作用下出现疲劳,进而造成开裂破坏,影响梁板荷载的横向分配,导致空心板所受的荷载会集中在单一主梁上,也就是形成空心板梁单板受力现象。由于空心板梁单板荷载存在一定限值,当单板受力现象发生时,实际荷载很容易超出设计值,引起板底开裂病害[1]。(二)空心板梁单板受力病害特性在空心板梁单板受力病害中,表现的病害特性主要包括四个方面:首先,在使用空心板梁的中小跨径桥梁工程中,建筑高度较低,行车荷载的长期反复作用容易造成横向铰链结构的破坏失效,车辆荷载向相邻板件的分配过程中断。其次,铰链破坏失效病害最容易发生在重车通过较多的车道上,由于此部位受到的荷
5、载作用较大、作用频率较高,铰链的疲劳程度更强,更容易出现开裂破坏病害。第三,在铰链开裂破坏后,会引起桥面铺装纵向开裂的此生病害,开裂部位大多是铰接缝的上方,有时会直接形成破碎带。桥面铺装的开裂程度主要是受桥面结构材料性质影响的,一般而言,沥青混凝土桥梁铺装的裂缝程度比混凝土桥面铺装更为严重,从另一角度来说,混凝土桥面铺装具有更好的桥梁刚度。第四,在铰缝开裂破坏病害发生的同时,通常还会伴有桥梁结构的水损坏,其原因是在铰缝混凝土发生剪裂后,裂缝会直接影响桥面铺装层,造成桥面铺装层开裂破坏,在遇到降雨天气时,雨水就会顺着桥面铺装层的裂缝向铰接缝中进行渗漏,同时与混凝土出现
6、钙化反应,引起渗水结晶病害。(三)空心板梁空间受力分析空心板梁的铰缝病害发生与其结构受力特点、施工质量等有着密切联系,具体体现在:首先,空心板梁的铰缝构造空间通常较为狭窄,在实际施工中,施工质量控制较为困难,经常容易出现振捣密实度不达标、强度不符合设计标准等情况,成为薄弱层,引起破坏破裂。其次,在桥梁荷载的传递过程中,现浇筑的铰缝抗剪是各空心板梁之间的横向联系实现的重要依据,但是,在实际当中,空心板梁除了铰接之外,还有桥面铺装层钢筋网的横向连接,当收到行车荷载时,铰接的受力状况是十分复杂的,包括拉力、扭转力以及弯曲力等,增加了铰接裂缝的可能。此外,混凝土本身存在的收
7、缩、徐变以及外部环境温度的影响,都会使空心板铰缝出现细小裂缝,为铰缝的开裂破坏埋下隐患。二、空心板梁单板受力成因与对策(一)空心板梁单板受力的成因1.设计方面因素在该通道桥桥梁工程的设计中,是根据《公路桥梁设计通用规范》的要求,荷载标准值采用了汽-超20,挂-120级设计标准值。但是,在实际应用过程中,我国自由车辆越来越多,桥梁交通流量持续增加,超载车辆也越来越加常见,极大地增加了桥梁的荷载内力值,远远超出设计的荷载标准。在这种条件下,空心板梁铰缝极容易发生开裂破坏现象,引起空心板梁单板受力。同时,在空心板梁的受力和计算当中,通常是按照铰接板理论来进行的,虽然该
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