鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土的梁式橋(包括板橋)具有多種不同的構(gòu)造類型。對(duì)其演變 加以分析可以看出,除了從力學(xué)上考慮充分發(fā)揮材料特性而不斷改進(jìn)橋梁的截面型式外,構(gòu) 件施工的方便性,以及起重安裝設(shè)備的能力,也是影響構(gòu)造型式發(fā)生變化的重要因素。
一般來(lái)說(shuō),目前鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋的橫截面型式有板式、肋梁式和箱形 三大類。從制造工藝來(lái)說(shuō),主梁橫截面又可分整體式(現(xiàn)澆或預(yù)制)與組合式(截面各部預(yù) 制裝配,現(xiàn)澆接頭或?qū)⒚姘褰M合而成)兩類。
橫截面設(shè)計(jì)原則
梁式橋橫截面的設(shè)計(jì)主要是確定橫截面布置型式,包括主梁截面型式、主梁間距、主梁 各部分尺寸;它與梁式橋體系在立面上的布置、建筑高度、施工方法、美觀要求及經(jīng)濟(jì)用料 等因素都有關(guān)系,原則上應(yīng)作如下的考慮。
?、倭菏綐虻闹髁菏且詽M足它的抗彎能力來(lái)設(shè)計(jì)的,同時(shí)也要保證它的抗剪(或主拉應(yīng) 力)能力及抗扭能力。梁式橋在橫截面上的各片梁能共同參與承受荷載的作用,同時(shí)各片梁 與橫向聯(lián)系(橋面板、橫梁)共同作用,又進(jìn)一步提高了它們的抗彎、抗扭能力。梁式橋不 同體系的布置,主梁橫截面可能承受單向(正或負(fù))彎矩或雙向彎矩(在不同荷載作用位置 時(shí),截面可能既要承受正彎矩又要承受負(fù)彎矩),這就對(duì)截面形狀提出不同要求。對(duì)鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)而言,矩形、T形、I形、箱形截面抗彎能力相差并不太大,這是因?yàn)榻孛媸芾?分開(kāi)裂后予以不計(jì),當(dāng)中性軸位于T形、I形、箱形截面的翼板附近時(shí),都可按矩形截面設(shè) 計(jì)配筋。但是當(dāng)截面型式選用不合理時(shí),又會(huì)突然增加恒載而降低它能承受活載的能力。對(duì) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)而言,截面型式不同影響到截面的重心位置和核心距大小。在同樣的配筋
條件下,截面的抗彎能力則會(huì)有較大的差別。
?、跒榱诉_(dá)到經(jīng)濟(jì)用料的目的,主梁的片數(shù)與間距的確定,既要保證各片主梁在橫向 共同參與工作,又要使材料用量的總和達(dá)到最優(yōu)值。其次,還要受到建筑高度限值的 影響。
?、垭S著橋梁跨度的增大,,恒載內(nèi)力所占比例愈來(lái)愈大;因此在橫截面設(shè)計(jì)中,如何減 小截面尺寸,合理布置又會(huì)成為主要矛盾。
?、鼙仨毧紤]施工的影響。一是橫截面型式要有利于選定的施工方法,便于施工;二是 要考慮施工費(fèi)用的影響。
⑤橋面的寬度也影響橫截面布置型式。
⑥在某些特定條件下,如城市橋梁,還要滿足美觀上的要求
自錨式懸索橋的優(yōu)缺點(diǎn)
(1)不需修建大體積的錨碇。尤其在地質(zhì)條件很差的時(shí)候,這一點(diǎn)就顯得特別重要。
(2)跨徑布置比較靈活,可以緊密地結(jié)合地形,既可做成一般的雙塔三跨懸索橋;也可《單塔雙跨懸索橋止水帶。
但是,自錨式懸索橋也存在很明顯的缺點(diǎn)止水帶:
(1)用鋼量大,造價(jià)昂貴
由于主纜直接錨固在加勁梁上,梁承受很大的水平軸向力。為了能抵抗這巨大的水平必須加大梁的截面,并且需在梁的各板件上設(shè)置很多加勁件,以防止梁和板件的壓屈。
我們可以用德國(guó)的Koln Mulheim橋作為實(shí)例來(lái)說(shuō)明。該橋跨徑為85m+ 315m+85m,塔三跨自錨式懸索橋,其用鋼量為12 800t。該橋在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)被毀,戰(zhàn)后重建時(shí),相同,但改設(shè)錨碇,主纜錨固在錨碇上,大大減少了用鋼量,減至5800t,僅為自錨式的45.3也減低了造價(jià)。
于此可推出幾點(diǎn)結(jié)論:
第一,由于造價(jià)較貴,因此這類懸索橋修建得很少。
第二.由于梁的水平軸力很大,而鋼承受壓屈又恰恰是其弱項(xiàng),因此該類懸索橋的蹦到限制,不可能修建得很大。
第三,一般只適用在地基很差、錨碇修建困難的、跨徑不特別大的橋梁上
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,我國(guó)的市政建設(shè)得以飛速發(fā)展,建造了許多跨江橋、立交橋、高架橋,這對(duì)于緩解城市交通擁擠的局面起著非常積極的作用。但是隨著交通量的日益增長(zhǎng),重載高速的車輛行駛,這不僅使已有標(biāo)準(zhǔn)橋梁受到損傷,就連比較新的橋梁也不同程度產(chǎn)生了病害。特別是橋面伸縮縫部分。橋面伸縮縫由于設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位。直接承擔(dān)車輛反復(fù)荷載作用,又大多暴露在大自然中,受到各種自然環(huán)境的影響.因而可以說(shuō)伸縮縫是易損壞,難修補(bǔ)的部位,經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種不同程度的缺陷。橋面伸縮縫的損壞,不僅影響著橋梁的正常使用。而且增大了養(yǎng)護(hù)維修的工程量,造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響,這一問(wèn)題必須引起我們高度重視。根據(jù)我國(guó)既有橋梁伸縮縫的維修改造情況,筆者從伸縮縫的基本病害,幾種常用伸縮裝置的性能特點(diǎn)及維修施工方法,以及今后橋梁伸縮縫裝置的發(fā)展方向等這幾個(gè)方面談?wù)勛约旱捏w會(huì)。
1.橋梁伸縮縫的基本病害
根據(jù)近年來(lái)對(duì)橋梁伸縮縫調(diào)查情況,其基本侵害概括如下:
(1)98%以上的伸縮縫出現(xiàn)程度不同的滲漏。伸縮縫的滲漏,首先會(huì)加速橋梁支座的破壞以致失效,其次是橋面污水通過(guò)伸縮縫滲漏后,含酸、堿腐蝕性物質(zhì)與伸縮縫處的粱端混凝土發(fā)生化學(xué)作用,導(dǎo)致砼的疏松、剝落。進(jìn)一步就會(huì)影響到結(jié)構(gòu)鋼筋的銹蝕,從而又加速砼的破壞,另外橋面污水通過(guò)損壞的伸縮縫滲漏到橋梁墩臺(tái),使其污濁不堪,影響市容。
(2)由于混凝土標(biāo)號(hào)低,未設(shè)置鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)與橋面板鋼筋的錨固互不相連,車輛的彈跳與震動(dòng)引起剛性帶砼破壞。
(3)伸縮縫兩側(cè)橋面鋪裝層破裂,破碎變形嚴(yán)重。
(4)錨固螺栓螺絲磨損,橡膠板松動(dòng)或脫出。
(5)固定鐵件松動(dòng),整條橡膠帶脫出。
2.選型
橋梁伸縮縫的型式選擇必須根據(jù)其所在道路性質(zhì),橋梁類型,需要的伸縮量,所處的自然環(huán)境,結(jié)合考慮其整體的耐久性、平整性、防水性及施工的便利性、經(jīng)濟(jì)合理性等方面。鋼制伸縮縫多用于鋼橋上,直接用螺栓牢固地將其安裝于鋼粱的翼緣板上,其它型式的伸縮縫多用于砼橋上,其錨固問(wèn)題則通過(guò)預(yù)埋鋼筋,澆筑預(yù)留槽砼一次成整體解決。根據(jù)我省橋梁伸縮縫的破壞情況分析,我們選取伸縮縫必須滿足以下三方面的要求:一是滿足粱體伸縮自如的需要,二是縫位不出現(xiàn)漏水,三是連接部位具有足夠的剛度以及足夠的錨固強(qiáng)度。