箱梁的頂板直接承受車(chē)輛荷載的作用,受力情況較復(fù)雜。縱向正彎矩段還需承擔(dān)抗壓作用,底板在承受負(fù)彎矩時(shí)必須具有足夠的抗拉承載能力。盡管如此,但頂、底板設(shè)計(jì)得都比較薄,一般只要能夠滿足構(gòu)造要求即可,通常頂板厚度宜取25-30cm,跨中底板厚度取16-25cm,橋墩處頂、底板厚度應(yīng)比跨中厚度大10cm以上。對(duì)在頂、底板布置預(yù)應(yīng)力鋼束的連續(xù)曲線梁橋其厚度應(yīng)滿足布束構(gòu)造要求,應(yīng)有足夠的強(qiáng)度滿足局部抗壓要求,這種情況下應(yīng)適當(dāng)增加腹板厚度。
跨度在50-60m以下的曲線梁橋,當(dāng)采用滿堂支架現(xiàn)澆施工時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼束一般布置在腹板內(nèi),此時(shí),腹板的厚度與鋼束數(shù)量有關(guān),通常由每排布置的鋼束數(shù)而定,跨中腹板厚度常取30-60cm左右,需錨固鋼束的部位應(yīng)根據(jù)具體情況加厚。采用節(jié)段式施工的曲線橋,如懸臂澆筑、懸臂拼裝或頂推等方法,特別是大跨度曲線橋,其承受彎矩的預(yù)應(yīng)力鋼束大部分布置在頂、底、翼板內(nèi),腹板內(nèi)鋼束主要承擔(dān)抗剪、抗扭,此時(shí),腹板厚度取45-50cm即可,但支點(diǎn)附近頂板、跨中附近底板應(yīng)適當(dāng)增加,以滿足鋼束布置需要。
曲線梁橋在頂板與腹板、底板與腹板的聯(lián)結(jié)處須設(shè)倒角。倒角的主要作用有:提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度、增加角隅的聯(lián)結(jié)剛度、減小截面的畸變應(yīng)力,對(duì)頂板而言增大了板的支點(diǎn)剛度,減小了頂板跨中彎矩,使剪力流的過(guò)渡平順,達(dá)到減小板厚的目的。常用倒角坡度一般采用3:1、2:1、l:l(橫豎比)等幾種,主要根據(jù)布筋數(shù)量的多少而定,頂板處的倒角一般采用2:1或3:1,底板處一般采用1:1或與頂板相同。
翼緣板寬度的設(shè)計(jì)也很重要,過(guò)寬的翼緣板會(huì)出現(xiàn)“剪力滯后”現(xiàn)象,增大結(jié)構(gòu)的分析難度,較窄的翼緣板會(huì)導(dǎo)致截面設(shè)計(jì)不合理。設(shè)計(jì)時(shí)宜合理地加大板寬,使翼板承擔(dān)較多的板內(nèi)橫向負(fù)彎矩。翼板寬度宜取梁寬的1/3-1/4,端部厚度一般取10-15cm,需張拉橫向預(yù)應(yīng)力筋時(shí)應(yīng)適當(dāng)加厚,根部可取30cm以上,跨度大、截面高度較大的橋梁還應(yīng)增大,這樣不僅有利于受力,還能增強(qiáng)立面美觀效果,使本來(lái)“高大”的立面效果看上去“纖細(xì)”。
5橫隔板設(shè)置
橫隔板的基本作用是增加截面的橫向剛度,限制畸變應(yīng)力。在支承處的橫隔板還擔(dān)負(fù)著承受分布較大支承反力的作用。
在直線梁橋中,T形梁一般5-6m設(shè)一道橫隔板,箱形梁由于抗扭剛度大,一般在支承處和跨中設(shè)置橫隔板。在曲線梁橋中橫隔板該如何設(shè)置的問(wèn)題上存在一些分歧,國(guó)外有些國(guó)家的規(guī)范中明確規(guī)定必須設(shè)置橫隔板,且對(duì)數(shù)量有一定要求,《美國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定,“橫隔板應(yīng)設(shè)置于橋臺(tái)、橋墩和鉸結(jié)點(diǎn)處,以抵抗橫向力并把荷載傳遞到支承點(diǎn)。在彎曲體系中的各梁之間或在需要提供抗扭力的地方可使用中間橫隔板,以便在大梁的小連續(xù)點(diǎn)或角點(diǎn)處支承橋面板。對(duì)于內(nèi)半徑小于240m的彎曲箱梁和對(duì)于分離式箱梁,應(yīng)使用中間橫隔板,也可在試驗(yàn)或結(jié)構(gòu)分析表明不需要橫隔板的地方取消它們。橫隔板應(yīng)當(dāng)用撐桿加系桿模型設(shè)計(jì),除了在要求的位置設(shè)檢修孔和公用設(shè)施的孔以外,橫隔板應(yīng)基本上是實(shí)體的。對(duì)于彎曲橋,橫隔板是否需要和要求的間距取決于彎曲半徑和腹板與翼緣的尺寸比。
由于曲線梁橋的許多計(jì)算理論都基于基本假定,曲線梁的橫截面在變形后仍保持平面,故曲線梁橋應(yīng)設(shè)置橫隔板,對(duì)于箱形梁,除在支承處和跨中設(shè)置橫隔板外,其余部分也應(yīng)適當(dāng)增加橫隔板,間距可取10m左右,以利梁體整體受力,抵抗扭矩作用。
支承處結(jié)構(gòu)的扭矩較大,由于橋墩上一般不設(shè)蓋梁,因此為滿足抗扭需要,需采用剛度較大的橫隔板,板厚通常50cm以上;跨中橫隔板主要起構(gòu)造作用,一般取15-20cm即可。采用獨(dú)柱墩的連續(xù)曲線梁橋中,在支承處的梁體內(nèi)部需設(shè)置剛度很大的橫隔梁,以克服支承處較大的扭矩,此時(shí)的橫隔“板”實(shí)際為橫隔“梁”,除具有正常的橫隔板作用外,還起了蓋梁的作用,橫隔梁厚度一般取lm以上。
結(jié)束語(yǔ):
曲線梁橋是現(xiàn)代橋梁技術(shù)廣泛采用的設(shè)計(jì)之一,也是廣大工程技術(shù)人員經(jīng)常遇到的技術(shù)難點(diǎn),上述的幾點(diǎn)體會(huì)希望能與大家共享。
參考文獻(xiàn):
【1】孫廣華.曲線梁橋計(jì)算[M].人民交通出版社,1997
【2】王鈞利.曲線箱梁橋的病害分析及設(shè)計(jì)對(duì)策[J].中外公路,200525(4)
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