單板受力

單板受力,在公路橋樑的梁板式橋中,由於板間鉸縫被剪斷,造成車輛通過時的荷載不能通過鉸縫進行傳遞,所受荷載只能由單個梁板承受,形成的一種橋樑病害。主要表現形式重車通過時,梁板撓度過大,影響橋樑安全。

基本介紹

  • 中文名:單板受力
  • 表現形式:重車通過時,梁板撓度過大
一般規律,成因,措施,

一般規律

1. 由於重車車速慢,很少占用超車道,使行車道部分的開裂頻率遠大於超車道部分。
2. 重輪直接作用在梁板導致位於行車道輪跡部位的梁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。這是由於實心板的梁高通常比空心板小,鉸縫受剪面積也小,在輪載相同的情況下,剪下作用更為明顯。
4. 跨徑小的橋樑發生單板受力的幾率更高。因為跨徑小,梁高小,鉸縫受剪面積小,故剪下效應更為顯著。
5. 橋面滲水者比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於瀝青混凝土,對應力的擴散作用較大,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. 支座頂為濕接頭(即現澆混凝土)的優於預製梁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梁板底面緊密接觸,造成受力不勻,給梁端受剪留下隱患。

成因

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,為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。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。例如梁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)絞縫鋼筋布置太少,頂板連線鋼板抗力不足。(4)絞縫設計理論不夠完善,難以真實體現梁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:預製梁板的單板受力與施工質量有著密切的關係,因為在同一條路線、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,應對梁體側面進行灑水濕潤,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)梁板吊裝時,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。

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。作者認為,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梁,以加強相鄰梁體間的聯結作用。絞縫回響部位的鋼筋也須予以加強。3、對預製板橫向預應力筋。因為預製板(多數為空心板)的跨徑一般讀在20m以下,所以橫向預應力筋的設定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,因為支座受力基本一致,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×摩阻力係數,由此可見,設定橫向預應力(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為有利(預應力筋本身也具有一定的抗剪能力)。因此,設定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布模式,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。

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