桥梁单板受力原因及预防措施

桥梁单板受力的一般规律如下:1 .由于重型车辆速度较慢，很少占用超车道，使得行车道开裂频率远高于超车道。2.沉重的车轮直接作用在梁板上，使得位于行车道轨道处的梁板更容易受到单板的应力。3.实心板比空芯板更容易受力。这是因为实心板的梁高通常小于空核心板，铰纹的受剪面积也较小。在相同的车轮荷载下，剪切效应更加明显。4.跨度小的桥梁单板受力的概率更大。由于跨度小，梁高小，铰缝剪切面积小，剪切效应更显著。5.如果桥面不透水，更容易发生这种情况。这是由于除水除雪和渗盐对混凝土的腐蚀作用，特别是冬季的冻融作用，在某些情况下，只有在剪切开裂后才产生渗水。6.桥面铺装较厚的单板受力较小，这得益于车轮荷载传递区域的扩散效应。7.水泥混凝土的抗剪切能力远大于沥青混凝土，对敌人有更大的扩散作用。在桥面厚度相同的情况下，水泥混凝土路面优于沥青混凝土路面。8.如果支座顶部是湿接缝(即现浇混凝土)，比预制梁板直接压在橡胶支座上要好。每块预制板通常有四个支座，施工时很难保证四个支座承受相同的应力。橡胶轴承上有很大的接触面。即使在施工中使用相同的支座，也很难保证接触面与梁板底部充分紧密接触，导致受力不均，为梁端被剪切留下隐患。【/br/】单板受力原因分析:从根本上来说，是由于板与板之间的铰缝发生剪切造成的。原因可以从设计、施工、使用三个方面来分析。使用原因是车辆荷载超过设计值，特别是集中荷载(如车辆单侧轮对)严重超过设计标准。笔者着重从设计和施工两个方面进行分析:1 .设计原因:车辆超载是单板受力的主要原因，但从设计角度来看，为什么预制空芯板顶板很少被压坏？至少说明铰接处设计的安全储备远低于车顶。目前常用的预制板设计普遍存在以下缺陷:(1)铰缝形式不够合理。比如梁端一定范围内的铰缝宽度只有1cm，如果加上梁板预制和安装到位的误差，铰缝的浇筑质量很难保证。此外，跨中铰缝形式不合理，其抗剪效率不理想。(2)设计没有考虑到地缝混凝土本身的收缩，没有足够重视新老混凝土之间粘结力的削弱。(3)扭接钢筋布置过少，屋面连接钢板抗力不足。(4)铰缝设计理论不够完善，不能真实反映梁板间的实际受力状态。从侧向荷载分配理论可以看出，设计理论是按铰接形式分配单个荷载，但实际受力介于铰接和刚接之间，制约因素与铰接接头的截面形式和施工质量有关。2.施工原因:预制梁板单板受力与施工质量密切相关，因为有些路线相同、结构形式相同的桥梁单板有受力，有些没有，足以说明这个问题。施工时一般应注意以下问题:(1)预制板侧面应仔细凿除，凿除造成的松散混凝土块应小心清除，以增强新老混凝土之间的粘结和抗剪能力。(2)浇筑地缝混凝土前，梁体侧面应浇水，以保证新老混凝土结合良好。(3)地面接缝混凝土必须用满震填充，并且必须养护。(4)能使用抗收缩或微膨胀水泥浇筑地面接缝混凝土。(5)吊装梁板时，密切注意支座受力平衡，避免支座悬空空。(6)在地缝混凝土未达到设计强度前，禁止车辆等重物在桥上行驶，以免对地缝造成内伤。
防止单板受力的措施:解决问题的目的应该是防患于未然，所以要从设计入手，采取必要的预防措施。在笔者看来，除了规范运输，单板受力的弊端基本可以从以下三个方面消除:1。对于小跨度桥梁，尽量设计成整体现浇结构。2.预制板的中间和两端设计有交叉的暗梁，以加强相邻梁之间的连接。铰链接头响应部分的钢筋也必须加强。3.预制板用横向预应力钢筋束。由于预制板(多为空核心板)跨度一般读20m以下，横向预应力筋的设置一般只在跨中及两端设置三根。其中，两端横向预应力筋既能加强铰缝的抗剪能力，又能克服支座的不均匀变形。但对于现浇接头的一端，由于支座受力基本相同，如果支座本身没有质量问题，也可以不设置横向预应力筋。除了混凝土质量外，扭转接头的抗剪强度在很大程度上取决于新老混凝土之间的粘结力和摩擦阻力，其中摩擦阻力=竖向力×摩擦阻力系数。可以看出，设置横向预应力(即上式中的竖向力)可以大大增强受扭节点的抗剪强度。此外，横向预应力的作用也有助于提高地缝混凝土本身的抗剪能力，对地缝混凝土本身的收缩也极为有利(预应力钢筋本身也具有一定的抗剪能力)。因此，设置横向预应力是问题的关键。增加横向预应力后，活载的横向分布方式可能会发生变化，但这种变化是对固结方向的一种偏移，有利于提高桥梁的整体承载能力。以预制空核心板为例，如果桥顶宽度为13.5m，则每次预应力的附加费用约为2000元，投资增加比例较小。
设置预应力的注意事项:1。设计注意事项:(1)设计位置宜选在跨度中间，两侧是否设置伸缩缝酌情考虑。(2)对于斜交角较小的桥梁，预应力轴线应垂直于跨中。但对于斜交较大的桥梁(如斜交300~450)，预应力方向要服从伸缩缝方向(即平行于伸缩缝年)，锚块会变大。(3)在预应力位置，必须在空芯板内腔设置隔板，承受预应力并将预应力传递给相邻板，防止侧板在锚头处被压坏。(4)预应力预留通道应适当加大，便于施工作业。(5)空芯板侧面在铰链连接处不需要特别设计，没有孔连接件。2.施工注意事项:(1)管道定位一定要准确，防止穿线困难。(2)由于空芯板的内腔被预应力隔板隔断，如果采用充气胶囊作为内模，则每根梁必须使用两个胶囊，并在端隔板上预留孔洞放气取出胶囊。(3)在地面缝中浇筑混凝土前，应采取可靠措施使地面缝固化形成通道，如使用小型充气胶囊。(4)预应力张拉采用单端张拉。由于预应力筋较短，保证张拉质量和防止假锚非常重要。(5)由于横向预应力为后张法，锚头外露，需采取严格措施保证锚头外露，故需采取严格措施保证锚头混凝土外观质量。