新型后張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性分析

陳堯三，陳杰，李志峰，羅曉峰

（1.華匯工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司；2.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

1 引言

混凝土空心板因具有梁板高度低、預(yù)制簡便、吊裝難度小等優(yōu)點(diǎn)，是公路橋梁工程中被廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前在役公路橋梁中，空心板橋的數(shù)量在50%以上。

然而，由于施工、設(shè)計(jì)缺陷及車輛超載等原因，空心板橋仍存在大量通用病害，比如小鉸縫空心板的鉸縫易損甚至單板受力，先張法空心板的板底縱向開裂等，嚴(yán)重影響了橋梁的安全性和耐久性[1]。

為此，空心板在結(jié)構(gòu)上也在不斷改進(jìn)完善，將原小鉸縫構(gòu)造改為大鉸縫，先張法空心板變?yōu)楹髲埛招陌澹瑯蛎婧喴走B續(xù)結(jié)構(gòu)體系變?yōu)橄群喼Ш筮B續(xù)體系，有效的解決了空心板的病害問題。

鑒于空心板橋良好的經(jīng)濟(jì)性和在中小跨徑橋梁中的適用性，一種新型的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)，并與部頒08 通用圖[4]、上海市先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板[5]進(jìn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對(duì)比分析。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

無論對(duì)于空心板橋，還是早期建造的低高度箱梁，橫向聯(lián)系不足均是其最薄弱的環(huán)節(jié)。為解決這一問題，參考目前小箱梁和T 梁橋濕接縫的做法，將空心板橫向連接改用濕接縫的方式，并且在增加梁高和腹板厚度后，梁板采用后張法的施工工藝。以8m 橋?qū)挕?0m 跨徑空心板為例，提出圖1 和圖2 所示梁板寬度1.1m 和1.25m 兩種斷面形式。

圖1 斷面形式I

圖2 斷面形式II

以《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2015）[2]和 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3362-2018）[3]為標(biāo)準(zhǔn)，按照A 類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，從結(jié)構(gòu)受力和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)角度，對(duì)圖1 和圖2 兩種斷面結(jié)構(gòu)比較后發(fā)現(xiàn)，圖1 所示的斷面形式明顯優(yōu)于圖2 所示斷面，因此后續(xù)以斷面形式I 作為研究對(duì)象，其對(duì)應(yīng)的邊板和中板截面形式（跨中）如圖3 所示。

按照現(xiàn)行規(guī)范要求，通過對(duì)圖1 所示8m 橋?qū)挕?0m 跨徑的空心板進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，驗(yàn)算內(nèi)容包括持久狀況承載能力極限狀態(tài)、持久狀況正常使用極限狀態(tài)和持久狀況應(yīng)力等。滿足設(shè)計(jì)要求的鋼筋的布置形式如圖4 所示，其中中板和邊板均采用2 束5 ?s15.2mm 鋼絞線，曲線布置，鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度1860MPa。除頂?shù)装迨芰︿摻钔猓溆喟凑諛?gòu)造配筋。

3 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

為進(jìn)一步對(duì)比本文提出的空心板結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢，將其與相同橋?qū)捄涂鐝降牟款C08 通用圖[4]和上海市先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板標(biāo)準(zhǔn)圖[5]在混凝土用量和鋼束用量方面進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果詳見表1 和表2。

對(duì)比結(jié)果表明，相比于部頒08 通用圖，本文提出的結(jié)構(gòu)形式在混凝土用量和鋼束用量方面均具有明顯的優(yōu)勢；相比于上海市標(biāo)準(zhǔn)的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，由于本文空心板梁高較高，在混凝土用量方面略高于上海標(biāo)準(zhǔn)，但鋼束用量更少。

圖3 截面形式

圖4 配筋示意圖

表1 混凝土用量對(duì)比表

表2 預(yù)應(yīng)力鋼束用量對(duì)比表

4 結(jié)語

①提出一種新型的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將空心板鉸縫連接改用濕接縫連接，空心板采用后張法施工工藝。

②相比于部頒08 通用圖[4]，提出的空心板結(jié)構(gòu)在混凝土用量和鋼束用量方面均具有明顯的優(yōu)勢；相比于上海市標(biāo)準(zhǔn)的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板[5]，提出的空心板結(jié)構(gòu)在混凝土用量方面略高于上海標(biāo)準(zhǔn)，但鋼束用量更少。