混凝土橋梁合理耐用結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究
2017-02-20
1. 防排水構(gòu)造
防排水構(gòu)造是混凝土橋梁重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。適宜的防排水構(gòu)造，對保證橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性起著至關(guān)重要的作用。防排水構(gòu)造的措施主要包括以下方面：消除表面積水條件，在接近水平放置的橋梁構(gòu)件表面上，應(yīng)盡量不設(shè)置排水系統(tǒng)出口，以減少因漏水導(dǎo)致的積水現(xiàn)象；減少潮濕及濺水區(qū)域表面面積，道路兩側(cè)的橋梁墩臺，距離道路遠的比距離道路近的更有利，距離道路遠，因交通造成的濺水和水霧可大大減小，在使用除冰鹽環(huán)境下就更為重要；對于難以避免的要受到嚴重雨水侵害的構(gòu)件，應(yīng)設(shè)計使其便于更換，同時也可考慮使用表面涂層；橋面泄水管設(shè)置時應(yīng)注意讓水直接排到橋下，同時注意泄水管與混凝土之間應(yīng)具有良好的密封性；伸縮縫內(nèi)應(yīng)設(shè)防水構(gòu)造，同時在伸縮縫端部應(yīng)有排水設(shè)施將雨雪水引到橋下；邊梁外側(cè)的翼板應(yīng)有良好的防水措施，防止水流順著翼板底部流下；主梁內(nèi)確保良好的排水和通風(fēng)性能；橋臺和耳墻受到其背后、側(cè)面及前面填料滲水的侵害，這都會對鋼筋造成潛在的威脅，為解決這些問題，可在與填料接觸的所有混凝土表面進行瀝青涂層防護；橋面鋪裝應(yīng)選擇適宜的防水層；橋梁的排水設(shè)施應(yīng)具有良好的可檢修可更換性，對于需要經(jīng)常檢修和更換的設(shè)施，應(yīng)在構(gòu)造設(shè)計方面使其更換和維修比較方便，同時排水設(shè)施盡量采用可更換的標準件。
2. 橋梁支座構(gòu)造
在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中，橋梁支座的使用壽命相對較短，因此必須在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上對橋梁支座的檢修、更換等工序的實施給予充分保證。橋梁支座主要構(gòu)造措施如下：應(yīng)在支座周圍的墩頂或蓋梁上預(yù)留有放置千斤頂?shù)忍嵘O(shè)備的空間及支座運送通道，也應(yīng)盡量為工作人員留有操作平臺，以利于支座的維修和更換；在支座細部設(shè)計中應(yīng)注意排除可能堆積的塵土和水汽，同時也應(yīng)注意支座防排水設(shè)施的設(shè)置；更換支座時，放置千斤頂?shù)软斏O(shè)備的部位存在較大的集中力，因此在臺帽和蓋梁設(shè)計及配筋計算時應(yīng)予以考慮；支座底部應(yīng)設(shè)一定高度的墊石，以利于支座的防水和更換。
3. 橋梁伸縮縫構(gòu)造
目前，在國內(nèi)公路橋梁建設(shè)中簡支梁橋的使用仍然最為廣泛，而伸縮縫一直是檢修和維護的難題。結(jié)合國內(nèi)外橋梁伸縮縫研究的實際情況，橋梁伸縮縫的設(shè)置應(yīng)注意以下問題：在橋梁設(shè)計使用期內(nèi)應(yīng)保證伸縮縫沒有可能松散的部件，方便檢查和維護，伸縮縫應(yīng)可以從橋面下進行檢查和維修；為保證伸縮縫在使用期內(nèi)整體的穩(wěn)固性，伸縮縫的兩側(cè)應(yīng)與主梁端部或臺帽背墻頂部通過預(yù)埋鋼筋進行連接，而不應(yīng)與橋面鋪裝進行連接；所有伸縮縫都應(yīng)提供防排水系統(tǒng)，以保護橋梁上部結(jié)構(gòu)及橋梁墩臺不受雨水腐蝕作用；伸縮縫內(nèi)應(yīng)用各種斷面形狀的優(yōu)質(zhì)橡膠帶進行填嵌，這樣既防止雜物落入伸縮縫內(nèi)，又能滿足變形要求和兼?zhèn)浞浪δ?；伸縮縫應(yīng)由可更換的標準件組成，而且標準件的型號和規(guī)格應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定；在變形量較大的大跨度橋上，可根據(jù)伸縮量采用橡膠和鋼板組合的伸縮縫構(gòu)造，其中橡膠嵌條的數(shù)量可按變形量的大小選取，車輪荷載則通過鋼板來傳遞；為力求減小伸縮縫的數(shù)量，對于多孔簡支梁橋的上部結(jié)構(gòu)可采用橋面連續(xù)的新穎構(gòu)造措施，其實質(zhì)就是將簡支梁上部構(gòu)造在其伸縮縫處實行鉸接；為進一步減小伸縮縫的不利影響，還可采用簡支轉(zhuǎn)連續(xù)乃至整體式橋梁結(jié)構(gòu)體系，其實質(zhì)也就是將簡支梁在伸縮縫處實行剛接。
4. 預(yù)應(yīng)力體系防護構(gòu)造
我國2000年以來開始關(guān)注后張法預(yù)應(yīng)力體系構(gòu)件的耐久性問題，在借鑒同時期國際主要預(yù)應(yīng)力技術(shù)標準的基礎(chǔ)上，對橋梁后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的耐久性總體防護措施進行了規(guī)定。后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)還應(yīng)避免施加過大的預(yù)應(yīng)力度，防止在錨頭附近出現(xiàn)順筋裂縫，或因預(yù)拉區(qū)開裂而降低結(jié)構(gòu)耐久性，同時應(yīng)在在錨頭底部和預(yù)拉區(qū)混凝土內(nèi)布置構(gòu)造鋼筋，防止混凝土的開裂。
5. 截面配筋構(gòu)造
構(gòu)件的截面配筋構(gòu)造對橋梁結(jié)構(gòu)受力、混凝土的開裂等都有著較大的影響，截面配筋構(gòu)造包括主應(yīng)力鋼筋和構(gòu)造鋼筋兩個方面的截面配筋構(gòu)造。
5.1 主應(yīng)力鋼筋的配筋部位和配筋率可通過計算確定，但其配筋及截面構(gòu)造則應(yīng)遵循以下構(gòu)造措施及相應(yīng)的規(guī)范條例。
?。?）梁或板的主應(yīng)力鋼筋直徑不應(yīng)小于10mm，當鋼筋直徑大于28mm時，保護層厚度應(yīng)在鋼筋直徑加10mm和規(guī)范規(guī)定的最小保護層厚度之間取較大值。
?。?）組成束筋的單根鋼筋直徑不應(yīng)大于36mm，對于直徑不大于28mm的鋼筋，組成束筋時不能超過3根；直徑大于28mm的鋼筋，根數(shù)不能超過兩根；當單根鋼筋徑或束筋的等代直徑大于36mm時，應(yīng)加大保護層厚度，同時在受拉區(qū)時應(yīng)設(shè)表層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)尺寸規(guī)定。
?。?）主應(yīng)力鋼筋間距不應(yīng)大于200mm；各主應(yīng)力鋼筋間橫向間距和層與層之間的豎向間距，當鋼筋為三層及以下時，不應(yīng)小于30mm，并不小于鋼筋直徑；當鋼筋為三層以上時，不應(yīng)小于40mm，并不小于鋼筋直徑的 1.25倍。同時還應(yīng)不小于振動棒的直徑和粗骨料的最大粒徑。
(4)對于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，直線管道的凈距不應(yīng)小于40mm，且不小于管道直徑的0.6倍，曲線形預(yù)應(yīng)力鋼筋管道在曲線平面相鄰管道間的凈距按《橋規(guī)》9.4.9條計算。
5.2 構(gòu)造鋼筋一般指不承受主要的作用力但計算起來較繁瑣復(fù)雜，因而按規(guī)范規(guī)定配置的鋼筋。構(gòu)造鋼筋的作用是抵抗由于各種原因產(chǎn)生的附加應(yīng)力，包括分布筋，箍筋，拉筋、構(gòu)造腰筋，架立筋等。構(gòu)造鋼筋的配筋及截面構(gòu)造應(yīng)遵循以下的構(gòu)造措施及相應(yīng)的規(guī)范條例。
?。?）構(gòu)造鋼筋配置時應(yīng)遵循細密的原則。所謂細，是指構(gòu)造鋼筋的直徑不宜過大，所謂密，就是構(gòu)造鋼筋之間的間距不宜太大，這樣既可以防止由于混凝土凝結(jié)收縮造成的沿鋼筋縱向裂縫的產(chǎn)生，又可以減小混凝土由于受其他應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫的可能性。
?。?）構(gòu)造鋼筋的配筋率不能以結(jié)構(gòu)橫斷面的整體面積來計算，而應(yīng)以混凝土結(jié)構(gòu)表面一定深度內(nèi)橫截面的面積來計算。
?。?）構(gòu)造鋼筋必須有足夠的保護層厚度，以防止在使用期限內(nèi)由于鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性下降。
（4）應(yīng)適當提高構(gòu)造鋼筋的配筋率，特別是由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造或結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)變造成混凝土應(yīng)力增大的部位。比如對于鉸接板，淺鉸縫改深鉸縫后，板底橫向拉應(yīng)力增大，增加箍筋數(shù)量以防止板底出現(xiàn)縱向通縫；再比如當梁體結(jié)構(gòu)由簡支轉(zhuǎn)連續(xù)時，由于墩頂連接處混凝土受力比較復(fù)雜，這時不但要增加受力鋼筋的配筋率，同時也要增加構(gòu)造鋼筋的配筋率。
在大多數(shù)在役的混凝土橋梁中，都缺少相應(yīng)的可檢修可更換構(gòu)造。可檢修可更換構(gòu)造的研究是結(jié)合其他構(gòu)造研究而進行的。在橋梁防排水構(gòu)造、支座構(gòu)造、伸縮縫構(gòu)造等構(gòu)造的研究中，都有可檢修可更換構(gòu)造的內(nèi)容，此處就不再列舉。當然，可檢修可更換構(gòu)造的內(nèi)容遠不止這些，還應(yīng)對這方面的研究進行加強。
參考文獻
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