对预应力混凝土连续刚构几个问题的认识
兰耋皇之垩鳖圭兰兰型兰&尘篁墨兰盐塑
C・=0.4—0.5:2:
C2=003~0.04
其嵌岩深度还需满足第4.3.5条要求:一=√志c・。,
式(18)、式(19)符号含义均同规范。
用上述两种方法计算嵌岩深度,取其大者。
4计算公式的适用范围
(”线弹性范围。
(2)深宽比:h/L≥i.67。
(3)岩石弹性模量与嵌岩墙式基础混凝土弹性模量之比^=E,/E。:0.5≤^≤2。
(4)岩石的泊松比为0.2左右(因影响较小)。
(5)不适用于极软岩。
(6)岩层基本完整。
5设计注意事项
(1)墙式嵌岩基础原则上应采用实体截面,必须嵌岩。
(2)基础角隅处应用弧形顺滑,减少应力集中。
(3)连续刚构双壁墩下的两墙式嵌岩基础,其墙顶岩面处应保持同一标高。
(4)墙式嵌岩基础的混凝土强度等级不得小于C30。
(5)墙式嵌岩基础按最大弯矩及相应最小竖向力进行配筋,并且一直布设到基础底。
(6)在强风地区应验算最大悬臂时风力的影响,如确有必要时可设两墩身间的横系梁。
(7)在墙式嵌岩基础施工时,不得采用泥浆,以加强基础混凝土与岩层的结合。
参考文献
l“福宁高速公路下白石大桥7号墩墙式基础研究”总报告
2会路桥涵地基与基础设计规范(JTJ02卜85),人民交通出版社,1985
3杨高中等.连续刚构桥在我国的应用和发展.桥梁学术论文集P.295—296,2001
对预应力混凝土连续刚构几个问题的认识
楼庄鸿
(北京建迭道桥咨询有限公司)
摘要本文分析了连续刚构的最主要缺陷——跨中下挠和斜裂缝。对跨中下挠,从徐变、钢束镑蚀和开裂影响进行分析。对斜裂缝,从正确计算主拉应力和配柬进行分析。文中提出防止缺陷的措施。
最后提出连续刚构跨径适用范围,一般宜在200m以下。
关键词连续刚构跨中下挠徐变主拉应力斜裂缝矮塔斜拉桥
预应力混凝土连续刚构已成为我国广泛采用的主要辑型之一。自1988年建成我国第一座现代预应力混凝土连续刚构桥——广东洛溪大桥以来,至今年已建成跨径超过200m的连续刚构20座以上,最大跨径达270m(虎门大桥辅航道桥),还曾作过跨径318m的方案。
我们也应看到,一部分已建成的大跨径连续刚构出现一些缺陷,主要是主跨跨中的下挠,以及存在一些裂缝,尤以斜裂缝为普遍,以下对此进行讨论。
1主跨跨中下挠
主跨跨中下挠已相当普遍的存在。主跨245m的某大桥,下挠最大达32cm,并伴随出现大量斜裂缝。主跨270m的虎门大桥辅航道桥,建成5年后,在2002年中已下挠17cm,这两年中又继续下挠近2cm,远超过原设计预留的loom徐变预拱度。
下挠的原因:
(1)对混凝土徐变影响程度及其长期性,严重估计不足。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(刑023—85)的附录四中,列出了徐变系数的计算公式,现把徐变系数终值妒(£。,r)表列出如表l。
绦变系数终值口(£。,r)
大气条件相对湿度75%相对湿度55%表
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\\荷时、一~\构件理【仑厚度搏蘼j.
\
3—6弛(㈨)≤20≥6。≤20弛(。)≥60\项目龄期(d)棘变系数
p(f。.r)2722
1.42.119173830l72.925207—60>60
注:^h-一构件混凝土截面而积;
“——与大气接触的截面周边长度。
于表1可见,构件理论厚度越小,徐变系数越大;加载龄期越早,徐变系数越大。反之亦然。
连续刚构从设计上,为了减轻自重,都采用高强的薄壁箱形主梁;从施工上,为了加快进度,尽可能缩短施工周期,往往在四、五天或更早些即要施加预应力或承载,这就必然使徐变系数增大。现在这个问题已逐步为技术人员了解.有的图纸上不仅规定了施加预应力时的混凝土强度要求,而且规定了承载的最少期限,例如5—7灭,这就较有利于不使徐变系数过分增大。
过去计算徐变时往往限于恒载,随著交通量的剧增,桥上不分昼夜都有车行驶。有的技术人员就提出,活载也会产生一定的徐变变形。这个问题,有待进一步研究探索计算方法。
因此,设计中设置的徐变预拱度有必要增大,宁大勿小,有的桥梁跨径140—150m时,预留预拱度在lOcm以上,有的已接近LIIOOD。有条件时可以通过对现有桥梁的调查,取得实际数据,加以分析来确定。
(2)纵向预应力束的锈蚀和有效预应力的降低。从已加固的一些连续刚构桥中发现,孔道的压浆有时不饱满,存在着一些孔隙,有的则浆体离析。处于跨中的孔道由于位置偏高积满了水,孔道一经戳破,有水流出,处于这样7L道中的预应力束,肯定会发生锈蚀,导致有效预应力的降低,不但会引起梁体下挠,而且有可能出现受弯竖向裂缝,也降低了抗主拉应力的能力。这个问题也具有一定的普遍性。为了避免这种情况发生,应该大力提倡和推广真空压浆工艺。在
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浆体的配制上,充分考虑减少泌水和消除离析现象的要求。:!:
(3)结构的裂缝与下挠互为促进。凡是开裂的结构,其下挠往往会更大些。开裂严重的结构,下挠也会严重些。有关的西部科研课题中,正对此作理论上的分析。要从设计和施工上防止较严重裂缝的出现。
2主拉应力斜裂缝
2.1正确地计算主拉应力
在现行设计方法中,极大部分是按平面问题,即按纵向和竖向来计算主拉应力。
从计算的实践可知,这样的考虑忽略了横向的因素,所得的结果往往偏小很多。这很可能是目前连续刚构斜裂缝出现较普遍的重要原因。
从横向来进行分析,存在很多不利因素:
(1)恒载
目前刚构都采用箱形截面,箱很宽,有相当长的悬臂上翼缘。从自重的横向效应分析,箱腹板的内侧受拉,因此,箱梁腹板内侧裂缝往往多于外侧。这已为一些实桥的检测结果所证实。
(2)活载
汽车荷载作用于箱形截面,横向也会产生拉应力。
(3)温度梯度
过去规范仅规定桥面板温差5℃,严重偏小,修订后的通用规范(报批稿)中温度梯度已改为图1,温差比过去大得多,也将使主拉应力趋大。
I/:二::二■
铺装麟受
混鼍土层类基,.(℃)6.7
67/h/n(℃)5嘶m蚜青混麓土层类型
l∞mm沥青混氍土良类蛋5.5
田1温度梯度
总之,要正确地计算主拉应力,仅按平面问题是不够的,应该按包括横向在内的空间图式,才能对主拉应力有充分的估计,而避免因计算结果偏小而出现斜裂缝。
2.2正确地布束。防止斜裂缝的出现
与按平面问题考虑主拉应力相适应,现行设计中不少桥梁都考虑用纵向预应力和竖向预应力来克服主拉应力,而不设弯起束。但实践中出现斜裂缝的桥梁还较多,其原因为:
(1)如上所述,按平面问题考虑的主拉应力偏小,这是根本原因,应按包括横向的空间问题来分析。(2)竖向预应力束短,预应力损失大,有效预应力难以保证。如果按空间问题来研究主拉应力,对大跨径连续刚构得出的结果可能是必须设弯起束,同时还需要设竖向预应力,两者并用。对于后者,还必须进行二次张拉,以确保有效的竖向预应力。
2.3防止施工错误
文献[2]中叙述的一座跨径106m的连续刚构,悬臂施工中盲目抢工期,对挂篮既不压重,叉由内向外浇筑混凝土,导致节段交界面上出现竖向裂缝,使剪应力增加5。8倍,主拉应力成倍增加,而造成斜裂缝的出现,这样的低级错误不能允许再出现了。
3预应力混凝土连续刚构的适用范围
预应力混凝土连续刚构得到广泛的应用,体现了它的生命力。但从另一方面来看,也并不是刚构的跨径越大越好,而是有它一定的适用范围。鉴于矮塔斜拉桥已被证明是跨径lOOm以上的一种较经济的桥型,连续刚构一般宜用在跨径200m以下,以避免出现跨径过大时可能出现的缺陷;跨径200111以上时可以优先考虑采用矮塔斜拉桥;即使在跨径150m左右时也可通过连续刚构与矮塔斜拉桥的方案比较而决定选用何种桥型。
参考文献
1公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(,玎023—85).人民变通出版社,1985
论会论文集2楼庄鸿.现有大跨径预应力混凝土梁式桥的缺陷.中国公路学会桥梁和工程学会20133年桥梁学术讨
聚酯纤维材料在内蒙古黄河大桥桥面
沥青混凝土铺装中的应用
罗乙1刘建军2王骁3
(1.北京佳路得建筑材料有限公司;2内蒙古公路工程局;3.内蒙古自治区会路局)
摘要通过工程实例和有关试验,表明聚酯纤维材料用于沥青混凝土桥面铺装可以显著提高沥青混凝土铺装的路用性能。
关键词聚酯纤维加筋沥青混凝土桥面铺装沥青混合料试验
目前我国已建和在建的桥梁,大多采用普通沥青混凝土作为复合桥面铺装的上面层。因桥梁结构的特殊性,沥青混凝土的受力与路基不同导致桥面沥青混凝土产生拥包、推移、挤浆现象,致使不少铺装层没有达到设计使用年限就发生了不同程度的损坏,影响了桥梁的正常使用。沥青混凝土作为桥面铺装,要求应有比道路沥青混凝土面层更好的高温稳定性、低温抗裂性、疲劳耐久性和抗水性能,因此,选择一种高性能的沥青混凝土铺装层材料提高铺装层的路用性能是十分有意义的。
沥青混凝土桥面在受力作用下加之超载等外界因素,易产生上述病害现象,大大缩短桥面的使用寿命。由于内蒙古地区气候、地理的特殊性,保证桥面结构层的高温稳定性和低温抗裂性都需要一种高性能、高质量的沥青混凝土面层外摊材料以提高其使用性能。参考国内外发展动态与做法,2002年我们在内蒙古210国道包头黄河第二大桥和110国道磴口黄