板式橋梁空心板橋的設(shè)計

王鵬

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋在橋梁施工中非常常見，對預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋的應(yīng)用情況進行分析，可以更好的進行預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計工作，同時對設(shè)計中出現(xiàn)的問題也能更好的解決。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；空心板橋；設(shè)計

板式橋梁在橋梁結(jié)構(gòu)型式中是非常常用的，主要是因為它的結(jié)構(gòu)非常的簡單，同時受力也是非常好的。板式橋梁的結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)的時候，更加方便，同時在質(zhì)量和成本上也可以很好地控制。在進行板式橋梁結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的時候可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同要求進行不同形式的端面生產(chǎn)，這也是板式橋梁結(jié)構(gòu)可以在公路橋梁施工中得到廣泛應(yīng)用的原因。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 結(jié)構(gòu)形式方面的現(xiàn)狀

在我國的公路橋梁工程中，橋梁的高度要受到一定的限制，在這種情況下，應(yīng)用空心板橋進行施工就非常方便。在橋梁工程施工中，空心板橋一般都應(yīng)用在彎、坡和斜橋的施工中。

1.2 施工工藝方面的現(xiàn)狀

在橋梁工程施工中，采用板橋進行施工有很多的優(yōu)點，板橋的施工工期短，而且在施工中，施工的工序非常簡單，同時板橋在進行加工的時候使用的材料是非常少的，板橋在日后的維修保養(yǎng)方面養(yǎng)護量也非常少。采用板橋的施工工藝進行施工，在國內(nèi)和國外的施工中都得到了應(yīng)用。但是，在我國的很多橋梁施工中，經(jīng)常是采用直線布筋的方式來進行施工，在鋼筋的跨徑上一般都是20米至35米，但是空心板板橋在使用的時候一般都是要在25米范圍內(nèi)，這樣就使得國內(nèi)的施工工藝遠遠落后于國外的施工工藝，因此，在國內(nèi)橋梁施工中，要想更好的進行空心板的施工就一定要提升施工的工藝。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的特點

2.1 主要結(jié)構(gòu)形式方面的特點

預(yù)應(yīng)力混凝土空心板在結(jié)構(gòu)方面存在著兩種形式，一種是簡支板，另外一種是連續(xù)板。簡支板在結(jié)構(gòu)上非常簡單，同時在施工中也非常容易操作，但是在施工中也會出現(xiàn)一些問題，簡支板在行車時在梁銜接處可能會出現(xiàn)折點的情況，這對行車的穩(wěn)定性是有一定影響的。在簡支板施工中還要設(shè)置伸縮縫，但是伸縮縫的設(shè)置是很難對行車的舒暢進行保證的，同時，橋梁在使用的過程中也是非常容易出現(xiàn)橋面受損的情況的。連續(xù)板在施工中是不會出現(xiàn)斷點情況的，行車方面也是非常好的，同時在施工中，不會出現(xiàn)節(jié)點的情況。但是由于連續(xù)板的連續(xù)性，結(jié)構(gòu)施工要面臨的情況也是非常復(fù)雜的，在橋面跨徑較大的情況下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的起吊和安裝將非常的復(fù)雜，這樣就會導(dǎo)致施工中施工費用增加，而且施工的工期也會非常長。在橋梁施工中，采用的施工形式可以將兩種施工形式進行整合，先進行簡支板的施工然后在進行連續(xù)板的施工，這樣的施工方案也是非常合理的，同時在施工中可以取長補短。空心板的橫斷面在進行設(shè)計的時候，要從力學(xué)角度進行考慮，可以在橫斷面挖空的位置設(shè)計成圓形、端部圓形和矩形的形狀，這樣在進行空心板生產(chǎn)的時候可以在材料方面得到節(jié)省。

2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的優(yōu)點

在橋梁的施工工程中，采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板進行施工是有很多的優(yōu)點的。首先，這種空心板在結(jié)構(gòu)上是非常簡單的，工藝發(fā)展的也非常好，在很多的施工企業(yè)中都得到了應(yīng)用。其次，這種空心板是在工廠中進行預(yù)制生產(chǎn)的，在施工的現(xiàn)場進行組裝，施工中非常的方便，同時在施工中對施工質(zhì)量和施工成本也能夠進行很好的控制。再次，空心板的自身重量較輕，同時在體積上也非常小，這樣在橋梁施工中非常適合吊裝。空心板的建筑高度是非常小的，這樣在橋梁施工中，不會受到材料高度的限制，這樣在使用上，空間發(fā)揮的效果更加的好。最后，空心板在施工中對地基條件的要求不是非常高，這樣就使得在橋梁施工中，空心板在遭受到破壞以后也能夠進行自身的修復(fù)。在一些公路橋梁施工中采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板來進行施工，可以取得非常好的施工效果。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板設(shè)計方面存在的問題

3.1 企口深淺和鉸接板共同工作的矛盾

空心板梁是典型的鉸接板體系，要想保證各塊板之間的共同工作就必須靠企口和橋面鋪裝的作用。從結(jié)構(gòu)型式上分，空心板一般可分為翼緣空心板、深鉸空心板和淺鉸空心板。翼緣空心板由于翼緣部分較為薄弱，橫向鉸接效果不好，導(dǎo)致橫向整體性較弱等問題，目前國內(nèi)已很少采用；深鉸空心板克服了翼緣空心板的缺點，只要鉸縫間混凝土的施工質(zhì)量得到保證，就可以發(fā)揮其橫向整體性好、鉸縫間連接可靠的優(yōu)點，因而應(yīng)用最為廣泛，但其缺點是鉸縫間的混凝土量較大，增加結(jié)構(gòu)自重，而且該部分混凝土在施工中的振搗質(zhì)量也難以保證；淺鉸空心板與深鉸空心板相比，主要優(yōu)點是同樣的板寬，由于鉸的高度小，其截面挖空率更高，降低了結(jié)構(gòu)自重，經(jīng)濟性更為優(yōu)越，且鉸縫間混凝土的施工質(zhì)量易保證，但淺鉸空心板橫向聯(lián)結(jié)差，整體性不好，因而其應(yīng)用受到一定限制。在目前的空心板設(shè)計中，一方面為增大挖空率、減小鉸縫自重、采用小企口和減少鋪裝層厚度，另一方面如果這樣做，則橋梁結(jié)構(gòu)橫向整體性較差，有可能導(dǎo)致各板不能共同工作。雖然設(shè)計人員為增強結(jié)構(gòu)橫向整體性，可在淺鉸縫中設(shè)置鋼纖維混凝土，但這樣鉸縫混凝土與橋面鋪裝層必須分開澆注，施工麻煩且造價也有所提高。有人提出采用變高度鉸縫，即鉸縫的高度隨預(yù)應(yīng)力束布置的變化而變化。在跨中處，一般預(yù)應(yīng)力束布置靠近板的下緣，則該段采用深鉸縫；在靠近支點處，預(yù)應(yīng)力束由在跨中的靠近下緣逐漸向上彎起靠近上緣，該段鉸縫的高度也隨之變化，鉸縫的高度從跨中到支點逐漸由大變小，在梁端處變?yōu)闇\鉸或無鉸。

3.2 梁高降低與結(jié)構(gòu)上拱度之間的矛盾

在城市橋梁及高速公路線上，降低梁高有利于提高橋下凈空，降低路堤高度，從而帶來巨大的經(jīng)濟效應(yīng)，因此設(shè)計人員都希望能夠設(shè)計低高度梁。但是梁高的降低會使預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量有所增大，同時還會導(dǎo)致截面剛度的大幅度減小，這樣會使結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力施工階段的上拱度有較大增加，在巨大預(yù)應(yīng)力的長期作用下，結(jié)構(gòu)的收縮徐變使得上拱度增大，從而對于橋梁的使用性能會造成很大的不便。為此，可降低預(yù)應(yīng)力度，采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁A類構(gòu)件，一方面可以一定程度的減少預(yù)應(yīng)力筋的用量，降低結(jié)構(gòu)的上拱度，保證橋梁的正常使用；另一方面又可以增加結(jié)構(gòu)的延性，避免出現(xiàn)脆性破壞。采用緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系，可以做到不預(yù)留孔道，不需孔道灌漿，施工時與無粘結(jié)體系一樣，而在施工完成后，靠包裹于預(yù)應(yīng)力筋的緩凝砂漿或油脂隨時間延長而逐漸凝結(jié)硬化與預(yù)應(yīng)力鋼筋形成粘結(jié)而達到與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系幾乎完全相同的效果。另外緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，可以采用分散布束，減小預(yù)應(yīng)力布束所占的空間，可以使截面的挖空率得到進一步降低。但是由于采用分散布束，預(yù)應(yīng)力筋需要布置在腹板上才能滿足承載力的要求，所以預(yù)應(yīng)力筋的抗彎效率會有所降低，這樣必然會增加預(yù)應(yīng)力筋的用量。

4 結(jié)束語

在公路橋梁的施工中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板來進行施工，要對施工中出現(xiàn)的問題進行分析，這樣才能更好的保證施工是質(zhì)量。在橋梁施工中采用板式結(jié)構(gòu)來進行施工，主要是因為這種施工工藝在操作上是非常方便的，同時在施工中對質(zhì)量和成本也是能夠進行很好的控制的。

參考文獻

[1]劉福海.后張預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板橋的施工技術(shù)[J].山西建筑，2007（30）.

[2]阮雄彬.金牛頭大橋預(yù)應(yīng)力（后張法）空心板的質(zhì)量管理與控制[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2009（4）.