混凝土橋梁合理耐用結構構造研究
2017-02-20
1. 防排水構造
防排水構造是混凝土橋梁重要的結構構造措施。適宜的防排水構造，對保證橋梁結構的耐久性起著至關重要的作用。防排水構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件表面上，應盡量不設置排水系統(tǒng)出口，以減少因漏水導致的積水現象；減少潮濕及濺水區(qū)域表面面積，道路兩側的橋梁墩臺，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件，應設計使其便于更換，同時也可考慮使用表面涂層；橋面泄水管設置時應注意讓水直接排到橋下，同時注意泄水管與混凝土之間應具有良好的密封性；伸縮縫內應設防水構造，同時在伸縮縫端部應有排水設施將雨雪水引到橋下；邊梁外側的翼板應有良好的防水措施，防止水流順著翼板底部流下；主梁內確保良好的排水和通風性能；橋臺和耳墻受到其背后、側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；橋面鋪裝應選擇適宜的防水層；橋梁的排水設施應具有良好的可檢修可更換性，對于需要經常檢修和更換的設施，應在構造設計方面使其更換和維修比較方便，同時排水設施盡量采用可更換的標準件。
2. 橋梁支座構造
在混凝土橋梁結構中，橋梁支座的使用壽命相對較短，因此必須在結構構造上對橋梁支座的檢修、更換等工序的實施給予充分保證。橋梁支座主要構造措施如下：應在支座周圍的墩頂或蓋梁上預留有放置千斤頂等提升設備的空間及支座運送通道，也應盡量為工作人員留有操作平臺，以利于支座的維修和更換；在支座細部設計中應注意排除可能堆積的塵土和水汽，同時也應注意支座防排水設施的設置；更換支座時，放置千斤頂等頂升設備的部位存在較大的集中力，因此在臺帽和蓋梁設計及配筋計算時應予以考慮；支座底部應設一定高度的墊石，以利于支座的防水和更換。
3. 橋梁伸縮縫構造
目前，在國內公路橋梁建設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。結合國內外橋梁伸縮縫研究的實際情況，橋梁伸縮縫的設置應注意以下問題：在橋梁設計使用期內應保證伸縮縫沒有可能松散的部件，方便檢查和維護，伸縮縫應可以從橋面下進行檢查和維修；為保證伸縮縫在使用期內整體的穩(wěn)固性，伸縮縫的兩側應與主梁端部或臺帽背墻頂部通過預埋鋼筋進行連接，而不應與橋面鋪裝進行連接；所有伸縮縫都應提供防排水系統(tǒng)，以保護橋梁上部結構及橋梁墩臺不受雨水腐蝕作用；伸縮縫內應用各種斷面形狀的優(yōu)質橡膠帶進行填嵌，這樣既防止雜物落入伸縮縫內，又能滿足變形要求和兼?zhèn)浞浪δ埽簧炜s縫應由可更換的標準件組成，而且標準件的型號和規(guī)格應符合規(guī)范的規(guī)定；在變形量較大的大跨度橋上，可根據伸縮量采用橡膠和鋼板組合的伸縮縫構造，其中橡膠嵌條的數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量，對于多孔簡支梁橋的上部結構可采用橋面連續(xù)的新穎構造措施，其實質就是將簡支梁上部構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，還可采用簡支轉連續(xù)乃至整體式橋梁結構體系，其實質也就是將簡支梁在伸縮縫處實行剛接。
4. 預應力體系防護構造
我國2000年以來開始關注后張法預應力體系構件的耐久性問題，在借鑒同時期國際主要預應力技術標準的基礎上，對橋梁后張法預應力構件的耐久性總體防護措施進行了規(guī)定。后張預應力混凝土結構還應避免施加過大的預應力度，防止在錨頭附近出現順筋裂縫，或因預拉區(qū)開裂而降低結構耐久性，同時應在在錨頭底部和預拉區(qū)混凝土內布置構造鋼筋，防止混凝土的開裂。
5. 截面配筋構造
構件的截面配筋構造對橋梁結構受力、混凝土的開裂等都有著較大的影響，截面配筋構造包括主應力鋼筋和構造鋼筋兩個方面的截面配筋構造。
5.1 主應力鋼筋的配筋部位和配筋率可通過計算確定，但其配筋及截面構造則應遵循以下構造措施及相應的規(guī)范條例。
（1）梁或板的主應力鋼筋直徑不應小于10mm，當鋼筋直徑大于28mm時，保護層厚度應在鋼筋直徑加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，應加大保護層厚度，同時在受拉區(qū)時應設表層鋼筋網，網尺寸規(guī)定。
?。?）主應力鋼筋間距不應大于200mm；各主應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，不應小于30mm，并不小于鋼筋直徑；當鋼筋為三層以上時，不應小于40mm，并不小于鋼筋直徑的 1.25倍。同時還應不小于振動棒的直徑和粗骨料的最大粒徑。
(4)對于后張法預應力混凝土構件，直線管道的凈距不應小于40mm，且不小于管道直徑的0.6倍，曲線形預應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 構造鋼筋一般指不承受主要的作用力但計算起來較繁瑣復雜，因而按規(guī)范規(guī)定配置的鋼筋。構造鋼筋的作用是抵抗由于各種原因產生的附加應力，包括分布筋，箍筋，拉筋、構造腰筋，架立筋等。構造鋼筋的配筋及截面構造應遵循以下的構造措施及相應的規(guī)范條例。
?。?）構造鋼筋配置時應遵循細密的原則。所謂細，是指構造鋼筋的直徑不宜過大，所謂密，就是構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收縮造成的沿鋼筋縱向裂縫的產生，又可以減小混凝土由于受其他應力而出現裂縫的可能性。
?。?）構造鋼筋的配筋率不能以結構橫斷面的整體面積來計算，而應以混凝土結構表面一定深度內橫截面的面積來計算。
?。?）構造鋼筋必須有足夠的保護層厚度，以防止在使用期限內由于鋼筋銹蝕導致混凝土結構耐久性下降。
?。?）應適當提高構造鋼筋的配筋率，特別是由于結構構造或結構體系轉變造成混凝土應力增大的部位。比如對于鉸接板，淺鉸縫改深鉸縫后，板底橫向拉應力增大，增加箍筋數量以防止板底出現縱向通縫；再比如當梁體結構由簡支轉連續(xù)時，由于墩頂連接處混凝土受力比較復雜，這時不但要增加受力鋼筋的配筋率，同時也要增加構造鋼筋的配筋率。
在大多數在役的混凝土橋梁中，都缺少相應的可檢修可更換構造。可檢修可更換構造的研究是結合其他構造研究而進行的。在橋梁防排水構造、支座構造、伸縮縫構造等構造的研究中，都有可檢修可更換構造的內容，此處就不再列舉。當然，可檢修可更換構造的內容遠不止這些，還應對這方面的研究進行加強。
參考文獻
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