设计可能造成的桥梁病害原因探讨VIP免费

图1汽车－超20级运行轨迹横向位置图2挂车120运行轨迹横向位置设计可能造成的桥梁病害原因探讨沈永林，蒋信萍（云南省交通规划设计研究院，云南昆明650011）摘要：文章对设计原因可能造成桥梁结构病害原因进行初步探讨，给出预防的相应对策和提示，愿与同行共同推进中小跨径桥梁常见病害分析及对策的研讨。关键词：桥梁工程；中小跨径桥梁；设计原因；病害原因中图分类号：U445.7+1文献标识码：B板和腹板尺寸偏小、腹板普通钢筋构造偏弱，造成截面刚度偏小，汽车和挂车作用下结构的动挠度大；另一方面实地调查桥面汽车和挂车的运行轨迹，发现由于预制板较宽，汽车和挂车的2个轮压均可以作用在3号板内，且运行轨迹离铰缝位置比较近，对铰缝的冲击较大，浅铰缝极易破损。见图1和图2，铰缝一旦破损，容易形成单板受力，造成病害。结构计算表明，铰缝一旦破坏，形成单板受力，板所受到的荷载急剧增加，病害产生在所难免。3号空心板计算结果见表1。多板受力活载横向分布系数按铰接板梁法计算，汽车超20级活载冲击系数为0.113。1概述随着公路交通高速发展而诞生的一部分中小跨径桥梁，在投入使用短短几年后陆续暴露出了许多质量缺陷和病害直接影响到桥梁结构的正常使用。产生桥梁病害的原因与管理、设计、施工等因素有关。本文主要针对设计原因可能造成桥梁结构质量缺陷和病害原因进行初步探讨，给出预防的相应对策，愿与同行共同推进中小跨径桥梁常见病害分析及对策的研讨。2结构设计不合理造成桥梁病害的原因及预防对策2.1案例某多孔30m跨径预应力混凝土简支宽幅空心板桥，桥宽10m。设计荷载为汽车－超20级，挂车120。预制板宽149cm，板高150cm。跨中截面顶、底板和腹板厚度均为12cm，腹板内为单层钢筋网。桥面铺装为6cm混凝土＋4cm沥青混凝土。交通量大，其中40t左右的重型车通过的较多。2.2病害通车3年后，桥面对应铰缝位置出现沿纵向的裂缝，尤其是3号板两侧的铰缝破坏最为严重。中边板跨中截面底板不同程度出现多条裂缝，其中3号板较为严重，裂缝宽度在0.1～0.20mm之间。边板从支点距板端4倍板高位置范围腹板出现多条斜向裂缝，裂缝宽度在0.20mm左右，裂缝走向与水平向的夹角在35°～45°之间。2.3原因一方面桥面铺装6cm混凝土偏薄，铰缝浅，铰缝深度与预制板高之比仅为0.15。预制板挖空率大，顶、底2.4对策空心板宽度不应太宽，尤其是挖空率大的空心板，宽度应尽可能小于汽车荷载相邻轮压间距1.3m。腹板不作者简介：沈永林（1957-），教授级高级工程师，从事公路桥梁设计与科研工作。2010年01期(总第61期)43表13号宽幅空心板单板受力跨中截面活载弯矩增幅表图3横截面布置图图4正交梁格平面布置图图5斜交45度梁格布置图养护工程宜太薄，腹板内应配置双层钢筋网片，腹板抗剪箍筋肢数不应少于2肢。空心板铰缝应做成深铰缝，且桥面铺装混凝土的厚度不宜太薄，一般控制在10～15cm为宜，桥面铺装内的钢筋网宜适当加强，尤其是在汽车等活载运行轨迹频度较高的范围。3结构分析不精细有可能造成桥梁病害问题的讨论3.1斜交结构下部桥墩台帽梁内力分析讨论斜交板梁结构在自重和外荷载作用下具有明显的空间受力特征，由于弯扭耦合作用使板梁端部钝角和锐角处的支点反力差异较大，且钝角处的反力明显大于直板梁，在做斜交结构下部桥墩台帽梁内力分析时应考虑这种差异的影响。以往做斜交墩台帽梁内力分析时对此问题往往忽略，而简单地按直板梁支点反力来计算帽梁内力，使结构效应值偏小，留下安全隐患。正交和斜交45°13m先张法预应力混凝土空心板，横桥向布置8块中板2块边板。按空间梁格单元建模计算板A端和B端支点反力，见图3～图5。汽车荷载为公路-Ⅰ级荷载，两车道。计算表明，在恒载（自重＋二期恒载）和公路Ⅰ级荷载两车道偏载作用下：（1）正交板梁在恒载作用下，一块板两端支反力是相等的；而斜交板45°板梁在恒载作用下，一块板两端的支反力差异较大，反应在钝角端大，锐角端小。（2）正交板梁在汽车偏载作用下，一块板两端支反力最大值是相等的；而斜交板45°板梁在汽车偏载作用下，一块板两端支反力最大值同样差异较大，同样反应在钝角端大，锐角端小。（3）计算多柱埋置式桥台帽梁时...