裝配式空心板橋結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性研究

陳浩　羅亞瓊

摘 要：作者在裝配式空心板橋作管道輸送橋橋面的基礎(chǔ)上，研究在任意兩塊相鄰的空心板之間的鉸縫內(nèi)安裝鋼筋連接件，采用交叉綁扎或焊接為X形狀的鋼筋作為受力支撐，能夠?qū)蛏淼氖芰姸刃纬奢^好的保障，提高了橋面的平穩(wěn)度；并且可以大大的延長輸送橋的使用壽命。

關(guān)鍵詞：裝配式空心板橋；鉸縫；鋼筋；整體穩(wěn)定性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.081

0 引言

隨著城市規(guī)模的壯大，重點城市的人口也在不斷的增長，與之配套的水、電、 氣、油等消耗資源的保障工作也越來越重要。特別是對于我國一些大中城市而言，大部分的資源都需要由外地供給，而專門用于輸送各種資源物料的輸送管道則成為了主要工具。由于地形因素的影響，在架設(shè)輸送管道時常常需要鋪設(shè)輸送橋， 但因為是專門為輸送管道而修建，要考慮到管道的安全性，因此其結(jié)構(gòu)與普通人行橋梁有較大的區(qū)別?，F(xiàn)目前的管道輸送橋大多還是采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，即在橋墩上先澆筑鋼筋混凝土，再在所形成的混凝土層上鋪設(shè)防水層。這種結(jié)構(gòu)的輸送橋雖然具有施工速度快的特點，但是常常會存在混凝土結(jié)構(gòu)層表面不平整問題，即局部會出現(xiàn)一些凹陷或小的凸起，使得橋面不平整；而且由于輸送管道的橋梁需要具有較長的使用壽命，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的橋身在使用幾年后，會因為內(nèi)部的受力不均勻而產(chǎn)生相互擠壓，進而導致橋身變形，這些都會嚴重影響輸送管道的安全性。

1 裝配式空心板橋橋面受力分析

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，為了解決現(xiàn)目前的管道輸送橋存在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不足的問題，進而提出一種抗拉伸的基于管道輸送橋的鉸縫鋼筋結(jié)構(gòu)。裝配式空心板橋通過現(xiàn)澆鉸縫構(gòu)造或焊接鋼板構(gòu)造將各個獨立預制的空心板體橫向連接起來，使作用于空心板橋上的局部荷載均勻分配到各板共同受力[1] ，但在荷載的作用下，空心板橋易出現(xiàn)“單板受力”現(xiàn)象，“單板受力”是一種綜合性病害，表現(xiàn)為鉸縫混凝土破壞，并逐步破碎而脫落；橋面鋪裝層上沿鉸縫方向產(chǎn)生不規(guī)則縱向裂縫；雨（雪）水通過破碎的鉸縫滲入板底并留下明顯痕跡[2-3]；而“鉸接板法”假定鉸縫只能傳遞剪力，忽略了實際的鉸縫構(gòu)造處于彎、拉、剪的復雜受力狀態(tài)，“單板受力”現(xiàn)象嚴重，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的橋身在使用幾年后，會因為內(nèi)部的受力不均勻而產(chǎn)生相互擠壓，進而導致橋身變形，這些都會嚴重影響輸送管道橋的安全性，影響結(jié)構(gòu)使用壽命。

2 技術(shù)方案

在20世紀70年代，我國的公路裝配式空心板橋普遍采用小鉸縫構(gòu)造，有的甚至不設(shè)置鉸縫鋼筋[4-5] 。在實際使用中，這種類型的鉸縫構(gòu)造壽命短、破壞嚴重。從20世紀90年代起，我國逐步摒棄淺鉸縫構(gòu)造和焊接鋼板構(gòu)造，轉(zhuǎn)而使用深鉸縫構(gòu)造。從2008年交通部頒布的標準圖[6] 可以看出，裝配式空心板橋只采用深鉸縫構(gòu)造。因此，本文對深鉸縫構(gòu)造的裝配式空心板管道輸送橋存在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不足的問題，研究管道輸送橋的鉸縫鋼筋結(jié)構(gòu)。

采用預制混凝土板作管道輸送橋橋面時，管道輸送橋的橋身由若干塊空心板并排設(shè)置組成，如圖1所示。在任意兩塊相鄰的空心板之間就形成一個鉸縫，為了解決結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，我們在每一個鉸縫內(nèi)分別安裝一個鋼筋連接件，采用Φ12HRP400鋼筋加工而成，如圖2的4所示。在鋼筋連接件上端形成兩個連接部，這時鋼筋連接件的中部形成X形狀的支撐部，該支撐部的上端分別與左連接部和右連接部相連，位于左側(cè)的左連接部41與左側(cè)空心板上的鋼筋勾掛綁扎或焊接，位于右側(cè)的右連接部42與右側(cè)的空心板上伸出的鋼筋勾掛綁扎或焊接；支撐部下端通過橫向設(shè)置2Φ12 HRP400的鋼筋連接固定，上部增設(shè)Φ12 HRP400的鋼筋加強連接，長度以伸到相鄰板縫為宜，如圖2所示。

本技術(shù)方案中鉸縫的橫截面分為上、中、下三層，其中，鉸縫的上層為上大下小的倒錐形結(jié)構(gòu)，鉸縫的中層為上小下大的錐形結(jié)構(gòu)，鉸縫的下層為上大下小的倒錐形結(jié)構(gòu)。橋身為雙層結(jié)構(gòu)，其中并排連接的空心板構(gòu)成橋身的下層，在預制混凝土板空心板上鋪設(shè)的防水混凝土構(gòu)成橋身的上層。在澆筑橋身的上層混凝土同時澆筑鉸縫內(nèi)混凝土，此時鋼筋連接件與鉸縫混凝土、橋身的上層混凝土凝固后形成整體鋼筋混凝土。注意鋼筋連接件的兩個連接部的水平長度不小于250mm，且末端帶180度彎鉤，橋身的上層防水混凝土強度≥C25，厚度≥140mm。

3 結(jié)束語

在以裝配式空心板作為橋身的基礎(chǔ)上，在每個空心板之間所形成的鉸縫中，采用交叉綁扎的鋼筋作為受力支撐，能夠?qū)蛏淼氖芰姸刃纬奢^好的保障，同時又利用鋼筋的伸縮彈性來緩沖各個板件之間的內(nèi)部擠壓力，使得橋身的整體能夠長時間的保持不變形，從而提高了橋面的平穩(wěn)度；并且，該技術(shù)方案還利用綁扎的鋼筋與板件中的鋼筋頭進行連接固定，這樣還加強了各個板件之間的聯(lián)系，使其能夠成為一個整體，同時還具有在一定范圍內(nèi)的伸縮性，從而大大的延長輸送橋的使用壽命。

參考文獻：

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[4]姜云霞，柴金義，伍必慶等.不中斷交通實施鉸接板橋加固的研究[J].內(nèi)蒙古公路與運輸.

[5]劉來君，劉軍，鄔曉光等.鉸縫破壞機理及對RC板橋受力影響研究[C].中國公路學會，建筑設(shè)計、 施工及維修加固新技術(shù)研討會論文集，蘭州，2008：39-46.

[6]交通部專家委員會等.公路橋梁通用圖[M].北京：人民交通出版社，2007.

作者簡介：陳浩（1971-），男，重慶大足人，教授、高級工程師、國家注冊一級建造師，國家監(jiān)理工程師，主要從事工程技術(shù)、工程管理方面的工作。