橋梁合成床版介紹

王喜亭 遇欣

摘要：合成床版是日本橋梁床版設(shè)計(jì)中出色的代表，有著耐久性高，壽命長(zhǎng)，施工快捷，造價(jià)低等特點(diǎn)。這里我們介紹幾種日本典型合成床版及它的適用范圍，特性等。

關(guān)鍵詞：鋼·混凝土合成床版；設(shè)計(jì)；底鋼板；防水

引言

20世紀(jì)90年代高耐久性的床版被開發(fā)出來到現(xiàn)在，作為少數(shù)主桁橋梁等新型式橋梁也被準(zhǔn)化了。所謂鋼·混凝土合成床版，是指鋼板或形鋼與混凝土形成一體抵抗荷載的構(gòu)造。其中由鋼棒頭部附著混凝土和底鋼板形成一體化的鋼、混凝土合成床版是代表性構(gòu)造?，F(xiàn)在，日本各大橋梁企業(yè)開發(fā)出了多種多樣的合成床版構(gòu)造。隨著我國(guó)全面建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，高速鐵路，高速公路的全面建設(shè)，城鄉(xiāng)間道路橋梁，城市道路橋梁會(huì)逐年增多。耐久性高，施工便捷，造價(jià)低的合成床版會(huì)成為橋梁床版的一種趨勢(shì)。合成床版作為日本橋梁床版設(shè)計(jì)的代表，對(duì)我國(guó)橋梁事業(yè)的發(fā)展有著一定借鑒作用。

1合成床版的發(fā)展

從1995年兩主行床版建設(shè)以來，以日本國(guó)土交通省提倡的所見公共事業(yè)成本計(jì)劃契機(jī)，采用人性化，系統(tǒng)化，合理化橋梁設(shè)計(jì)，開始研究和開發(fā)滿足長(zhǎng)度長(zhǎng)，高耐久性，高耐用性并架設(shè)便捷等要求的床版。合成床版?zhèn)涫荜P(guān)注，雛形呼之欲出1997年以后的4年內(nèi)，日本國(guó)土交通省聯(lián)合土木研究所做疲勞度和耐久性評(píng)價(jià)手法共同開發(fā)車載載荷行走實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)了不同種類的合成床版，車載荷重40噸以上對(duì)橋梁發(fā)生破壞，這次實(shí)驗(yàn)設(shè)定了判定標(biāo)準(zhǔn)，40噸以下車載荷重是安全可靠的，在荷重沒有發(fā)生破壞的情況下，通過與傳統(tǒng)床版對(duì)比，合成床版壽命100年以上，并確定了合成床版模塊化和耐久性床版的位置。

2主流合成床版介紹

合成床版按型式可分為兩大類。一類是鋼·混凝土合成床版，二類是其它型式的合成床版。這里我們主要介紹下鋼·混凝土合成床版。鋼·混凝土合成床版又可分為以一片底鋼板為主的構(gòu)造，和以兩片底鋼板為主的構(gòu)造。其中以一片底鋼板為主的構(gòu)造是橋梁建設(shè)協(xié)會(huì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化合成床版。有以下幾種：

（1）SCデッキ合成床版（輔助肋條型）。鋼棒頭和輔助肋條間隔地焊接在底鋼板上，只有在輔助肋條上面有一層鋼筋，與混凝土和底鋼板一起形成一體化的鋼、混凝土合成床版。灌注混凝土的時(shí)候，鋼棒頭和輔助肋條起到輔強(qiáng)作用。底鋼版支間Lc和張出長(zhǎng)Ls的關(guān)系，Ls/Lc=0.4以下。除了I型橋和箱型橋，細(xì)幅箱型·開斷面箱桁也能對(duì)應(yīng)。另外，斜張橋、拱橋等也能很好對(duì)應(yīng)。

（2）トラス型ジベル合成床版（類三角型）。低鋼板下層鋼筋是主要拉伸部件，同時(shí)在灌注混凝土?xí)r候起到輔強(qiáng)作用。斜材與弦材同時(shí)作用形成類三角結(jié)構(gòu)對(duì)底鋼板起到補(bǔ)強(qiáng)材料作用，增強(qiáng)了抗剪切性能。底鋼板的寬度要控制在3m以內(nèi)，與普通的合成床版相比，承載力，耐久性，得到了明顯的提高，同時(shí)由于3m以內(nèi)荷載比較輕，可以減少主桁的數(shù)量，從而大幅度的降低了造價(jià)。

（3）パワースラブ合成床版（肋條型）。與SCデッキ（輔助肋條型）類似，但沒有鋼棒，輔助肋條布滿底鋼板，在輔助肋條上面開孔，在孔內(nèi)穿入鋼筋，與混凝土和底鋼板一起形成一體化的鋼、混凝土合成床版。灌注混凝土的時(shí)候，鋼棒頭和輔助肋條起到輔強(qiáng)作用。由于使用更高標(biāo)號(hào)的混凝土和高性能鋼筋，床版的厚度比較薄，主要用在支間長(zhǎng)比較短的橋梁上面，如步道橋，水道橋，小型夸道橋等。

（4）TRC床版（三角型）。上面一條鋼筋，下面兩條鋼筋，用箍筋固定形成三角形固定結(jié)構(gòu)，與混凝土和底鋼板一起形成一體化的鋼、混凝土合成床版。最上面鋪設(shè)鋼筋，灌注混凝土?xí)r三角結(jié)構(gòu)起到輔強(qiáng)作用。結(jié)構(gòu)非常輕，但有較強(qiáng)的抵抗荷載能力。

（5）Uリブ合成床版（U型肋條型）。由于床版本身的底鋼板和U型鋼構(gòu)件具有足夠的剛性，在灌注混凝土的時(shí)候就省略了模板支架等輔助設(shè)施?？梢灶A(yù)制，縮短了工期。預(yù)制床版間才有了鋼筋疊加接頭，因此從床版上面就可以施工，不需要輔助設(shè)施，并且，U型鋼構(gòu)件內(nèi)灌注混凝土，使床版受力變的連續(xù)。

（6）MESLAB（T型鋼型）。T型鋼與底床版焊接，由于T型鋼本身具有較強(qiáng)的剛性，與混凝土和底鋼板一起形成一體化的鋼、混凝土合成床版。灌注混凝土?xí)r可以省略模板支架，除長(zhǎng)大橋意外，一般的橋梁都可以得到廣泛的應(yīng)用。

3合成床版的特性

（1）沒有模板支架。模板支架等臨時(shí)保護(hù)設(shè)施可以最大化的省略。

（2）工期短。由于前期準(zhǔn)備工作較少，可以在施工早期就開始灌注混凝土，縮短了施工工期。

（3）施工工序簡(jiǎn)單。不像預(yù)應(yīng)力混凝土施工那樣施工工序復(fù)雜，與一般混凝土施工一樣，施工工序簡(jiǎn)單。

（4）高疲勞耐久性。形成一體抵抗荷載的構(gòu)造，有著預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造同等的高疲勞耐久性。

（5）床版厚度薄。比普通混凝土床版，預(yù)應(yīng)力混凝土床版薄了很多，極大的減輕了死荷重。

（6）有支護(hù)功能。橋梁施工時(shí)，先安裝地板在主桁上面，增強(qiáng)了整體穩(wěn)定性，提高施工安全。

（7）其他特征。可以對(duì)應(yīng)之間8m以內(nèi)的橋梁；曲線橋，斜橋也可以很容易的對(duì)應(yīng)；由于沒有模板支架省略了模板與混凝土剝離的工序；鋼板重量較輕，容易運(yùn)輸?shù)取?/p>

4基本設(shè)計(jì)

合成床版，在鋼橫梁上架設(shè)后，鋼板是現(xiàn)場(chǎng)以架設(shè)一體化的鋼筋混凝土床版，一般情況下，對(duì)合成前負(fù)荷在底鋼板上，合成后，負(fù)荷是底鋼板，鋼構(gòu)件與混凝土一體化的合成床版斷面決定的。合成床版的設(shè)計(jì)，所謂與普通混凝土床版，預(yù)應(yīng)力混凝土床版不同的發(fā)展方向，保持平面穩(wěn)定是前提條件，適用的范圍在2：1以上。

5合成床版的注意點(diǎn)

（1）與鋼桁的合成。正彎矩與負(fù)彎矩的照查是重點(diǎn)，在連續(xù)合成時(shí)，中間支點(diǎn)的有效斷面必須明確。確保主桁所需要的鋼斷面，施工帶以鋼筋接頭的方式鏈接。鋼筋的用量與底鋼板的重量盡量大致相同。一般情況下，合成床版鋼筋使用筋徑φ22mm，間隔125mm以內(nèi)這樣就能保證設(shè)計(jì)的安全。

（2）混凝土裂縫的照查。合成床版與預(yù)應(yīng)力混凝土床版一樣，適用于較長(zhǎng)之間，床版厚度較薄，混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)距離很難把控。因此，橋梁建筑協(xié)會(huì)規(guī)定了，一定的混凝土裂縫是可以接受的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，必須照查混凝土裂縫是否滿足有關(guān)規(guī)定。

（3）防水與排水。雨水的侵入會(huì)對(duì)合成床版的耐久度產(chǎn)生傷害，因?yàn)檫@個(gè)緣故，適當(dāng)?shù)呐潘到y(tǒng)和防水的施工非常重要。用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置輔助導(dǎo)水管和床版排水預(yù)留管能很快的達(dá)到排水效果。床版混凝土內(nèi)也有配置導(dǎo)水管。還有，可以對(duì)合成床版預(yù)先設(shè)置能夠早期發(fā)現(xiàn)雨水侵入的監(jiān)測(cè)孔。監(jiān)測(cè)孔被認(rèn)為是非常重要的，雨水的侵入容易發(fā)生在連續(xù)梁中間支點(diǎn)附近和床版混凝土接壤附近。在選定不透水層是，要考慮施工條件，交通條件等因素。橋梁伸縮裝置附近的施工需要特別注意。

6非破壞性檢驗(yàn)方法

合成床版的非破壞性檢驗(yàn)方法有很多。作為檢查混凝土內(nèi)部空隙的有無，有擴(kuò)聲震蕩實(shí)驗(yàn)和超聲波檢查，紅外線檢查法等，還有撓度變化檢查方法。

結(jié)束語

合成床版作為通用性的結(jié)構(gòu)，跟鋼板床版和混凝土床版的歷史一樣，可以追溯到100年前。合成床版除了有模板化，省略化的有點(diǎn)外，在施工過程中工序更簡(jiǎn)單，快捷，能縮短工期省時(shí)省力。我們看到了建設(shè)材料技術(shù)的發(fā)展；設(shè)計(jì)，制造，施工技術(shù)的發(fā)展；防水技術(shù)，防銹技術(shù)的發(fā)展。因?yàn)橛辛诉@些優(yōu)越的條件，現(xiàn)在合成床版可以滿足多樣的功能要求和建設(shè)條件，并能完美的解決建設(shè)需求。我國(guó)現(xiàn)階段，大多數(shù)橋都是混凝土橋，雖然鋼結(jié)構(gòu)合成床版橋相對(duì)于混凝土橋造價(jià)高昂，但是隨著我國(guó)GDP的逐年增加，基礎(chǔ)建設(shè)的完善，鋼結(jié)構(gòu)合成床版會(huì)成為下一個(gè)趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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[2]日本道路協(xié)會(huì)，道路橋示方書同解說2012.

[3]日本橋梁建設(shè)協(xié)會(huì) 合成床版設(shè)計(jì)手引2005

（作者單位：大連日中技研有限公司）