板桥设计范文

板桥设计范文（精选8篇）

板桥设计 第1篇

1 板宽的选择

现有公路的中小板桥的板宽多以1m为多, 近年来又出现了1.5m的宽板。板宽多少为宜, 一直在设计人员中进行思考。按现行“桥规”规定, 汽车轮距1.8m, 对向轮距1.3m, 就一块板而言, 1m的板只能作用一排车轮, 而1.5m的可能作用二排车轮, 如板的横向结合不好, 1.5m的板可能更不利。板的横向力传递与板的竖向变形有关, 对于变形, 按结构力学有:

以上二式中I和板宽有关, 如1m的板宽为1, f为1倍时, 1.25m板为0.8, 1.5m板为0.67, 就是说选用1m的板宽挠度值为5cm时, 1.25m板的挠度就是4cm, 1.5m板的挠度为3.33cm, 板越宽变形越小, 挠度越小, 板的工作状态就越好, 但以长远使用角度观察, 板宽可能使车轮有可能增加, 综合来看选用1.25m的板较为合适。

2 横向联系的选择

近年来一些中小板桥由于各种原因, 不少桥梁横向联系失效, 产生了单板受力现象。设计人员又在铰缝的处理上采取了很多方法, 如在板纵向1m间距做成钢板焊接, 加强横向钢筋连接, 加厚桥面铺装, 加粗铺装钢筋。此方法在桥梁使用上的结果有待进一步观察, 板桥的横向分布计算一般常用铰接板法进行计算, 因此, 板的横向连接应在铰上下功夫, 用钢板焊接, 接近了刚性连接, 改变了结构体系和受力状态, 一般是不可取的, 要把铰缝形状设计好, 用预埋钢筋连接, 其铰缝的混凝土标号要提高些, 加强施工工艺控制, 保证铰缝的施工质量达到设计的要求, 对于加厚铺装厚度、加粗铺装钢筋是可行的, 具体铰接的形状可根据桥跨径大小、板厚度不同进行不同的设计。

3 板高的选择

对于板桥板的高度选择, 早些年的桥板都比较高些, 中间一段时间板就加强了配筋而变薄了, 近些年来板又有增高的趋势。板高选择不合适, 钢筋加多了, 形成超筋设计, 板体容易产生脆性破坏。一般钢筋混凝土板的高跨比1/20左右, 跨径小高跨比取大值, 跨径大高跨比取小值。就断面几何特性来看, 矩形截面W=Bh2/6, I= Bh3/12, 就板的强度和刚度计算, 高度起的作用很大, 适当提高板的高度会带来很大好处, 建议在设计板桥时应尽量加大一些板高, 对于挖空较多的断面形式也要注意板自身强度的验算, 对于一种断面形式, 先是自身稳定, 满足强度要求, 然后才是整体满足强度, 刚度的要求。

4 整体板和预制板的选择

就桥的建设, 开始可能是做整体板较多, 它受力条件好, 整体性好, 使用效果好, 但随着公路事业的发展, 工期紧, 吊装设备的改善, 出现了预制安装板。两者怎样选择, 可根据实际情况进行比较。跨径小, 桥小, 尽量用就地浇注整体板 (工民建就是整体预制安装, 又回到了整体就地浇注) , 但近来又发现就地浇注整体板出现了纵向裂纹, 经实际调查, 这不是整体板本身的问题, 而是施工的问题, 就是原设计为预制安装板, 施工时临时变成就地浇注施工, 而配筋还按照预制的钢筋进行布置, 结果在原接缝位就出

现纵向裂纹。要知道, 整体板和预制板的钢筋布置是不一样的, 就分布筋来说, 预制板箍筋在主筋外面, 而整体板分布筋在主筋之内, 所以要根据施工方法不同进行不同设计, 这样才能保障桥梁的使用安全。

5 小结

通过以上的讨论, 在板桥的设计中对于板宽的选择, 以1.25m为宜, 高度适当加大。关于横向连接以铰接为主, 对铰缝的形状不可千篇一律, 可根据板高进行调整, 其混凝土标号要高于原板的混凝土标号。对于整体板还是预制板的选择, 要进行不同的设计配筋。桥面铺装加厚是必要的, 铺装钢筋最好用Φ12, 纵、横向采取不同的间距也是必要的。一种好的设计经过实践的考验, 希望广大同行在设计过程中总结经验, 使桥梁设计工作逐步做到尽善尽美。

摘要：简要探讨了公路板桥上部行车道板设计, 针对板宽、板高、横向联系、整体板和预制板的选择进行了分析。

板式桥梁空心板桥的设计新探 第2篇

1 预应力混凝土空心板桥的应用现状

1.1 结构形式建设现状

在任何桥梁结构的建设和施工的过程中, 都需要考虑到桥梁的高度, 有些桥梁是受到高度限制的。为了有效地解决限高问题, 可以采用空心板桥的结构。因此, 这种桥梁结构可以在不同地质和地形的施工场地进行施工, 其中包括进行弯桥、坡桥以及斜桥的施工。可见, 这种桥梁建筑结构可以满足桥梁的特殊要求。

1.2 施工工艺方面的现状

板桥工程的施工优点较为突出, 比如, 工序简单, 施工周期较短以及施工材料的用量少等。最重要的是板桥在以后的养护和维修的过程中也具有一定的简单性。基于以上这些特点, 板桥的施工工艺得到了国内外各大施工单位的一直好评。从我国现如今各种板桥的施工工程中可以看出, 直线布筋的方式是较为常见的, 其中钢筋的跨径也相对较大, 通常都是在20-30m之间, 但是空心板桥在使用的过程中通常将范围控制在25m, 但是从总体上来看, 国内的桥梁施工工艺和国外的相比还存在着一定的距离, 因此, 为了进一步提升国内的桥梁施工工艺, 需要对空心板的各个环节进行精心的设计和研究。

2 预应力混凝土空心板的特点

2.1 主要结构形式方面的特点

对于预应力混凝土空心板的结构来说, 在设计的过程中运用较多的就是两种形式, 第一是简支板, 第二是连续板。从简支板的整体结构上来看, 其施工工艺较为建安, 可以在繁琐的桥梁施工中进行简单地操作, 但是如果时间久了也会产生一系列的问题, 比如在梁衔接的节点处会出现折点。折点问题对于平常的行车的舒适度会产生较为严重的影响。为了改进这一问题, 设计人员需要在施工的过程中设置相应的伸缩缝, 但是要注意后期的养护, 否则会对桥面的整体结构产生严重的破坏作用。连续板多用在施工难度较大, 且节点较多的桥梁建筑中。但是连接板的特性也是的桥梁的建筑和施工都产生严重的影响。久而久之, 施工成本的增加时也会给施工单位的正常施工带来一定的不便。在具体的设计工作中, 需要将以上两种形式进行紧密地结合, 要首先进行简支板的设计和施工, 然后在采用连续性的施工方式, 采用这种施工方式具有一定的现实意义, 可以将这两种施工形式的优点进行有效地发挥。最重要的是需要从力学的角度出发来进行桥梁的设计工作, 在考虑到桥梁的整体实用性的基础上, 还要保证建筑的节能效果。

2.2 预应力混凝土空心板的优点

从混凝土空心板的施工结构以及施工方式上来看, 体现出的优点可以从以下几个方面来进行具体的分析:首先, 其施工工艺相对较为简单, 具有较为广阔的发展前景。其次, 这种空心板在进行预制的过程中, 可以在施工现场进行组装, 施工的便捷性不言而喻, 而且可以在施工的过程中对施工成本进行控制。再次, 空心板的自重相对较轻, 体积也相对较小, 施工中可以采用吊装的形式。另外, 这种桥梁的建筑结构对于地基的条件没有任何的限制, 因此发展空间较大。其自行修复的能力也是其他结构的较强无法比拟的, 施工效果明显。

3 预应力混凝土空心板设计方面存在的问题

3.1 企口的深浅以及铰接板共同工作的矛盾

对于铰接板来说, 空心板是较为典型的一种, 做好企口和铰接板的设计工作是保证桥板正常工作的基础和前提。从空心板的整体结构上来看主要包括翼缘空心板以及深、浅空心板等。那些翼缘部位较为薄弱, 且铰接效果不好的空心板就属于翼缘型空心板。这种空心板的实用性不强, 在国内的桥梁建筑和施工中很少应用。但是深铰空心板可以克服其缺点, 只需要对于铰缝间的混凝土质量加强重视即可。但是从具体的设计和施工过程来看, 所用的混凝土数量相对较大, 自重增加, 振捣工作做得不彻底, 使得桥梁的稳定性无法保证。但是浅铰则具有高度小, 且板宽的特点, 经济性能比较突出, 混凝土的施工质量也能够得到保证。但是其缺点也比较明显, 比如整体性能地, 连接性差等。因此, 为了保证预应力混凝土空心板的设计较为合理, 需要明确企口的深浅和铰接板之间的问题, 对铰缝以及相应的高度进行细致地分析和设计。

3.2 梁高降低与结构上拱度之间的矛盾

在城市桥梁及高速公路线上, 降低梁高有利于提高桥下净空, 降低路堤高度。因此设计人员都希望能够设计低高度梁。但是梁高的降低会使预应力钢筋的用量有所增大, 这样会使结构在预应力施工阶段的上拱度有较大增加, 在巨大预应力的长期作用下, 结构的收缩徐变使得上拱度增大, 从而对于桥梁的使用性能会造成很大的不便。为此, 可降低预应力度, 采用部分预应力混凝土空心板梁A类构件, 一方面可以一定程度的减少预应力筋的用量, 降低结构的上拱度, 保证桥梁的正常使用;另一方面又可以增加结构的延性, 避免出现脆性破坏。采用缓粘结预应力体系, 可以做到不预留孔道, 不需孔道灌浆, 施工时与无粘结体系一样, 而在施工完成后, 靠包裹于预应力筋的缓凝砂浆或油脂随时间延长而逐渐凝结硬化与预应力钢筋形成粘结而达到与有粘结预应力体系几乎完全相同的效果。

结语

在公路桥梁的施工中, 应用预应力混凝土空心板来进行施工, 要对施工中出现的问题进行分析, 这样才能更好的保证施工是质量。在桥梁施工中采用板式结构来进行施工, 主要是因为这种施工工艺在操作上是非常方便的, 同时在施工中对质量和成本也是能够进行很好的控制的。

参考文献

[1]刘福海.后张预应力混凝土简支空心板桥的施工技术[J].山西建筑, 2007 (30) .

郑板桥的故事：旷世怪杰郑板桥 第3篇

郑小泰

故事：戏送“重礼”，讽谏钦差

清朝“康乾盛世”时期，有一位著名的文学家，艺术家，名pq郑板桥。郑板桥是著名“扬州八怪”之一，他的诗．书，画被誉为“三绝”。郑板桥曾任山东潍县知县，他为官清廉，耿介不阿。在写给家人的书信中，他说：“别人都把做官当成乐事，我却深感做官是苦差事。我不愿贪赃枉法，谋取不义之财祸害子孙，但每年俸禄很少，人不敷出，实在清贫。如果不做官，我有许多时间可以用来写字作画，以此为生，收入也许要比俸禄多好几倍。”他对那些以权谋私、鱼肉百姓的官吏很是痛恨，每当遇到贪腐官吏敲诈勒索时，便毫不客气地予以“回敬”。

有一次，朝廷派一位钦差大臣到山东出巡视察。这位钦差大臣是个贪官，每经过一个地方，都要或明或暗地索取贿赂，聚敛钱财。钦差大臣来到郑板桥治下的潍县时，虽知郑板桥为官清廉，但仍心存侥幸，三番五次地向郑板桥暗示，想让郑板桥好好“孝敬”他。郑板桥见钦差一直不死心，心里便暗暗盘算着要给他“好看竹。等钦差快要离开潍县时，郑板桥派人给他送去一个大礼盒。钦差见大礼盒沉甸甸的，里面像是装了不少白银，不由心花怒放。等送礼的人走后，他迫不及待地打开礼盒一看，立即懵了。原来礼盒里装的不是银子，而是潍县的特产——大萝卜！礼盒里还附上郑板桥的一首打油诗：

“东北人参凤阳梨，难及潍县萝卜皮。

今日厚礼送钦差，能驱魔道兼顾气。”

钦差大臣受了郑板桥的戏弄，气得牙痒痒，想寻机报复郑板桥，却苦于抓不到把柄，只得忍气吞声，灰溜溜地返回京城。

阿光的思考；

郑板桥这人我听说过，他是一个才华横溢的人，又十分有个性。我知道他为人耿直，但是没想到他还这么风趣幽默。唔，我还记得他有一句名言叫“难得糊涂”，可我一直不理解是什么意思。

书虫的指导。

板桥设计 第4篇

一、长悬臂无梁板桥梁结构特点分析

国外关于长悬臂无梁板桥梁的研究比较早, 但是由于早期的数值计算方法不完善, 所以也影响了其构造设计的发展。近年来随着计算机技术和软件技术的快速发展, 数值计算能力得到大力的提高, 长悬臂无梁板桥梁也逐渐的增多。我国也在改革开发以后对长悬臂无梁板桥梁进行了相关的研究, 在东北地区修建了多座无梁板桥梁, 例如早期修建的沈阳文化路立交等;同时在我国的其它地区, 例如北京、四川、广东地区也出现了很多长悬臂无梁板桥梁, 这些桥梁大部分采用的是墩柱和板不固结的方法。长悬臂无梁板桥梁在一些桥位环境恶劣, 平面结构和形状复杂的条件下得到良好的应用, 是一种经济合理的设计形式。我国所设计和建造的长悬臂无梁板桥梁大部分采用多点支承或者固结的方法, 外侧的悬臂长度不超过2.5m。

本工程位于上海市崇明岛地区的一个文化活动中心, 整个工程由2座独立并且对称的桥梁组成。桥梁在建设完成之后要求其不仅要发挥桥梁的实用性, 同时还要和周围的环境统一, 满足景观的要求。其中河道的宽度30m左右, 采用一般的梁板结构桥梁在高度上不能满足设计的要求, 经过多个设计方案的比较决定采用无梁板桥梁结构。无梁板桥梁结构具有上部结构高度比较低, 而且整体造型轻盈的优点, 但是如果要仅仅采用一孔设计方法在施工上存在一定的难度。为了满足景观的设计要求, 采用两跨的布置方案, 但是增大了悬臂的长度, 其长度达到了5.1m, 这和其它的无梁板桥梁结构存在一定的不同。由于本桥梁的墩台支承不在同一直线上, 所以属于不规则的支承结构, 在设计时需要格外的注意。最后确定的桥梁总体长216=32 (m) , 宽度为12.6m, 曲线的R为1500m, 在竖直方向上纵坡为1.28%, 平面处于直线方向上。桥梁的结构示意图如下所示:

二、长悬臂无梁板桥梁的设计及优化

结构式无梁板桥梁的上部和下部之间有两种连接方式, 固结和不固结, 联系到本工程的特点, 决定采用桥墩和板固结的设计方法。这种设计不仅能够有效地减少无梁板的厚度, 同时也能够降低板身的弯矩和墩顶板身的弯矩峰值, 而且也有效地减少支座的经济支出, 减少工期。在支座的地方又利用了滑板橡胶支座的设计方法, 从而提高了桥梁整体结构在水平方向上的稳定性, 减缓了桥梁整体所受的温度应力。同时在每个桥台都设置了2个支座, 在结构的中心线上又安设了抗震挡块。

在构造上无梁板采用了钢筋混凝土的施工结构, 宽度为12.6m, 厚度为0.4m, 其跨高比为1/40, 其中人行道的宽度为1.9m, 同时利用人行道比机动车道高的条件将板的厚度增加到0.5m, 其底面和机动车道板面保持水平。一般的无梁板桥梁在桥墩处为了降低负弯矩以及增强其抗切作用的需要, 常常在墩顶处布置托板结构和扩大的柱头。在设计上该桥梁为了抵抗桥梁本身的结构作用力而使板身变厚的设计方法外形不仅美观, 而且在力学结构上也更加的合理。其中桥墩采用了柱式墩的设计方法, 桥台采用了钢筋混凝土排架式的轻型桥台。由于无梁板在结构上属于薄板的构造, 因此在竖向荷载的作用下其受力和一般的桥梁结构存在不同, 具有空间受力的特点。在传统的受力分析时常常采用荷载的有效分布以及弹性薄板理论的分析方法, 前一种方法对于其限制条件比较多, 而后一种计算方法存在数值计算的特点, 其计算过程非常的复杂, 特别是应用在某个具体桥梁工程时由于边界条件的不同和限制, 常常出现误解的情况, 这种计算方法也在一定程度上影响了无梁板桥梁的推广。随着有限元理论和应用程序的发展, 在求解无梁板桥梁结构的受力特点时已经大大的简化, 也非常的方便。

根据桥梁本身的特点, 要考虑到结构自重的影响、人群和汽车的荷载、基础变形以及温度的作用等。通过有限元软件可以得到桥梁内部不同结构的应力分布以及桥梁在自重条件下的弯矩分布, 可以使设计人员清晰地了解到无梁板桥梁内部的整体受力特点。一般的多点支承板在水平方向上也常常发生变形弯曲的现象, 但是其弯矩值一般只有竖直方向上的10%左右。联系到本桥梁的特点, 由于不规则支承和长悬臂使得水平方向上的弯矩超过了竖直方向上的10%, 甚至能够超过一倍左右, 这种现象在桥墩的立柱附近的板面上表现的更加明显。在同一板面的横截面内部, 其应力的大小沿着板宽方向呈现出不均匀分布的特点, 在纵弯矩上靠近悬臂端外侧的板面上的正弯矩大于其靠近结构中心即内侧的板带, 但是其负弯矩则小于内侧板带。这说明了无梁板桥梁在内部的整体受力分布上由于支承的影响而表现出空间分布的特点, 因此在做截面设计和配筋时必须考虑到这一特点进行优化, 例如在设计中把人行道的板面厚度增加0.1m就是一种有效的方法。

桥墩和板连接上采用了固结的设计方法, 这种设计方法不仅提高和改善了板的受力特点, 同时在施工方面也具有独特的优点。采用固结的方法可以有效地减少板的跨径, 同时也可以让无板面桥梁的上下两个部分同时受力, 不对称竖向荷载的设计方法减少了板内部的应力。在设计上采用长悬臂独墩的方法, 在中心支点处的板面水平方向上为长悬臂状态。采用长悬臂状态可以提高桥梁的整体受力, 同时板面在受到轮载的时候具有比较明显的局部效应。悬臂梁在竖向轮载的作用下其内力形式为负弯矩的状态, 也就是上部受拉下部受压, 但是长悬臂梁的弯矩在结构上还具有独特的特点, 当汽车荷载单轮作用在独柱墩顶的机动车道外侧时, 板面的整体变形为下挠度。但是在此处板面不仅受到了负弯矩的作用, 同时在轮载的作用下局部板面也受到了正弯矩的作用, 即处于上端受压下端受拉状态。当车辆后轴单轮在70k N的荷载作用下, 其顶面处的最大拉应力出现在板加掖附近地方, 最大压力处于轮载的中心。因此对于独柱墩的长悬臂桥梁在设计时, 不能应用有效分布的方法来进行配筋计算。当荷载的作用点距离自由端有一定的距离时, 要考虑到作用点外置所产生的正弯矩, 在板的下部要配置足够的钢筋, 防止在应用的过程中产生裂缝。在设计桥墩和梁的固结区域的板面受力时, 要按照我国的相关规定计算其承载力和配筋。

三、结语

板桥设计 第5篇

关键词：铰缝病害成因,加固,设计

1 概述

空心板桥采用先预制后安装的施工方法, 施工进度快、费用低, 在桥梁建造中得到广泛应用。20世纪80年代~90年代建造的部分空心板梁桥横向联系采用浅铰缝, 缝内配置少量钢筋或不配置钢筋, 横向联系较弱, 在已建成公路的桥梁调查中发现, 空心板梁桥的铰缝发生病害和破坏现象十分严重[1], 常见病害:1) 铰缝开裂、脱落;2) 空心板横向裂缝;3) 铰缝处桥面铺装纵向裂缝。

根据浅铰缝空心板桥面的病害现象及受力特点, 可知其主要病因:浅铰缝横向联系较弱, 铰缝开裂脱落后仅由桥面铺装承担横向联系, 在重车作用下桥面铺装在铰缝处容易出现纵向裂缝, 从而导致单板受力, 促进空心板横向裂缝的产生, 严重者甚至引起塌板, 危及行车安全。下文以某拱桥为例, 介绍该桥桥面系病害情况, 分析桥面系空心板的横向联系受力特点, 并提出加强空心板横向联系刚度、改善铰缝处桥面铺装受力状态的加固方法。

2 桥梁概况

某桥梁主桥为11跨钢筋混凝土双肋箱拱桥, 净跨径90 m, 拱轴系数m=1.543 m, 矢跨比f0/l0=1/6。主桥桥面系为浅铰缝空心板, 每一主拱的拱上建筑由15小跨简支空心板组成。桥面铺装为8 cm厚C50混凝土, 桥面铺装内配置间距100 mm×100 mm的10 mm钢筋。桥面宽度为16.5 m∶0.5 m (人行道护栏) +2.75 m (人行道) +0.5 m (防撞墙) +9.0 m (车行道) +0.5 m (防撞墙) +2.75 m (人行道) +0.5 m (人行道护栏) , 行车道板与人行道板无结构连续, 行车道板为钢筋混凝土空心板, 各拱上每小跨横向布置9片, 行车道板板宽均为0.99 m, 板厚均为0.33 m。主桥单跨立面见图1, 桥面系横断面见图2。

桥梁在运营期桥面发生了塌板, 见图3, 图4。经检测, 该桥主桥行车道板共发现横向裂缝7 670道, 单块空心板横向裂缝最多达27条, 部分横向裂缝已贯穿空心板板底, 缝宽范围0.04 mm~0.3 mm;行车道板铰缝共发现159处铰缝开缝、局部砂浆剥落和151处通长砂浆剥落;桥面铺装共发现528道纵向裂缝, 缝宽范围0.1 mm~3 mm。由病害类型及发生部位初步推断本桥桥面系病害原因为:1) 行车道板横向联系为浅铰缝, 运营中铰缝容易发生开裂脱落, 削弱空心板横向联系;2) 桥面铺装仅8 cm, 厚度偏薄, 铰缝破坏后容易发生纵向裂缝;3) 铰缝、桥面铺装破坏后, 空心板横向联系受到削弱, 单板受力严重, 从而导致空心板横向裂缝甚至塌板。为进一步探究桥面系病因, 下文将建立精细的结构计算模型, 对行车道板横向联系进行详细分析。

3 浅铰缝空心板桥铰缝处桥面铺装受力分析

用大型通用有限元软件ANSYS建立桥梁行车道空心板计算模型, 由于浅铰缝内未配置钢筋, 不考虑铰缝参与受力, 空心板仅以桥面铺装作为横向联系, 考虑桥面铺装内纵、横向钢筋。用Solid45模拟混凝土, 用Beam44模拟钢筋, 上部结构离散图见图5, 桥面铺装钢筋离散图见图6。为探究铰缝处桥面铺装受力特点, 查明铰缝处桥面铺装的破坏病因, 设置以下两个工况:

1) 铰缝处桥面铺装最大剪应力工况;

2) 铰缝处桥面铺装最大拉应力工况。

由于拱上每小跨跨径小 (标准跨径6.32 m) 、桥面宽 (行车道宽9 m) 、单块空心板宽度小 (0.99 m) , 局部分析时车轮间的相互影响小, 因此铰缝处桥面铺装混凝土的受力分析以单个标准车后轮施加于结构。两个工况均受一个标准车后轮轮重作用, 标准车后轮轮重70 k N, 冲击系数μ=0.3, 着地面积0.6 m (横向) ×0.2 m (纵向) [2], 根据文献[3]的研究成果, 铰缝处剪力最大值纵向上位于跨中, 荷载作用点纵向上位于跨中, 横向上作用于桥面外缘。根据本桥的结构特点, 本文两个计算工况轮位中心纵向上均布置于跨中, 车轮荷载纵向布置见图7;铰缝处最大剪应力工况车轮荷载横向布置见图8, 桥面铺装最大剪应力发生在1号铰缝处;铰缝处最大拉应力工况车轮荷载横向布置见图9, 桥面铺装最大拉应力发生在5号铰缝处。

两个工况下5号铰缝处桥面铺装第一主应力最大值均发生在底面。两个工况下的受力分析结果汇总于表1。

经分析, 两个工况下铰缝处混凝土第一主应力最大值均超过C50的抗拉强度设计值 (1.83 MPa) ;最大拉应力工况作用下铰缝处桥面铺装底面第一主应力最大值比最大剪应力工况大, 由此可见最大拉应力工况作用下铰缝处桥面铺装底面混凝土受力较不利。

4 加强浅铰缝空心板桥横向联系的加固设计方法

浅铰缝空心板桥桥面系病害的根本原因在于横向联系较弱, 在车轮荷载作用下铰缝容易脱落, 铰缝处桥面铺装容易产生纵向裂缝, 从而导致空心板单板受力。对浅铰缝空心板桥进行加固的首要任务是加强空心板的横向联系。由于浅铰缝空心板铰缝较狭窄, 要在铰缝内植筋浇筑混凝土显然行不通, 增大桥面铺装刚度、改善铰缝处桥面铺装受力状态是加强空心板横向联系的有效途径。加强桥面铺装配筋和增加桥面铺装层厚度均能达到增大桥面铺装刚度、改善铰缝处桥面铺装受力状态的目的, 本节通过有限元分析探究桥面铺装配筋和桥面铺装厚度两个因素对铰缝处桥面铺装受力状态的影响, 在此基础上提出增大桥面铺装刚度、改善铰缝处桥面铺装受力状态的有效方法。

设置以下15个分析工况, 用有限单元法进行不同桥面铺装厚度、不同配筋情况下的铰缝处混凝土受力分析。15个工况的荷载均为标准车单个后轮轮重对称作用于5号铰缝跨中位置, 荷载横向布置图见图8。各工况内容见表2, 各工况计算结果见表3。

MPa

由表3可见, 桥面铺装厚度不变的情况下, 钢筋直径越大5号铰缝处混凝土最大第一主拉应力越小, 但减小幅度并不明显:桥面铺装厚度为8 cm情况下, 钢筋直径由10 mm增加至14 mm, 最大第一主拉应力减小0.014 MPa;桥面铺装厚度为10 cm情况下, 钢筋直径由10 mm增加至16 mm, 最大第一主拉应力减小0.048 MPa;桥面铺装厚度为12 cm情况下, 钢筋直径由10 mm增加至16 mm, 最大第一主拉应力减小0.060 MPa;桥面铺装厚度为15 cm情况下, 钢筋直径由10 mm增加至16 mm, 最大第一主拉应力减小0.064 MPa;桥面铺装厚度为20 cm情况下, 钢筋直径由10 mm增加至16 mm, 最大第一主拉应力减小0.058 MPa。

桥面铺装钢筋直径不变情况下, 桥面铺装厚度越大5号铰缝处混凝土最大第一主拉应力越小, 且减小幅度较明显:桥面铺装钢筋直径为10 mm情况下, 铺装层厚度由8 cm增加至20 cm, 最大第一主拉应力减小1.169 MPa;桥面铺装钢筋直径为12 mm情况下, 铺装层厚度由8 cm增加至20 cm, 最大第一主拉应力减小1.179 MPa;桥面铺装钢筋直径为14 mm情况下, 铺装层厚度由8 cm增加至20 cm, 最大第一主拉应力减小1.192 MPa;桥面铺装钢筋直径为16 mm情况下, 铺装层厚度由10 cm增加至20 cm, 最大第一主拉应力减小0.968 MPa。

桥面铺装厚度为20 cm情况下, 配置双层间距100 mm×100 mm的Φ16钢筋, 铰缝处桥面铺装底面第一主拉应力1.837 MPa, 接近C50抗拉强度设计值1.83 MPa。

5 结语

1) 浅铰缝空心板桥上部结构病害发生的主要原因为横向联系较弱, 铰缝容易开裂、脱落, 桥面铺装厚度不够的情况下容易发生破坏, 导致单板受力。2) 对浅铰缝空心板桥上部结构进行加固改造时, 加强空心板横向联系是解决问题的根本。3) 增大桥面铺装配筋对减小铰缝处桥面铺装底面第一主拉应力效果不明显, 增大桥面铺装层厚度可有效减小铰缝处桥面铺装底面的主拉应力。4) 桥面铺装厚度为20 cm时, 配置上、下两层网格尺寸100 mm×100 mm的Φ16钢筋, 铰缝处桥面铺装底面混凝土第一主拉应力1.837 MPa, 接近C50抗拉强度设计值, 为提高桥梁结构使用性能及耐久性, 建议桥面铺装改造后的厚度应大于20 cm, 配置上、下两层网格尺寸100 mm×100 mm的Φ16钢筋。

参考文献

[1]乔学礼.空心板铰缝破坏机理及防治措施研究[D].西安:长安大学硕士学位论文, 2008.

[2]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].

重载便捷式直板桥 第6篇

随着经济的飞速发展,交通运输也得到了长足的发展,道路、桥梁的压力越来越大。而一旦道路、桥梁损害,修建很复杂,耗时较长,尤其是桥梁,直接影响着车辆的通行。能否一架能最大限度承受重力而又不易被损坏的桥梁?为此我设计了重载便捷式直板桥。该模型桥采用了泡沫板、双面胶等材料,采用双层叠加式结构。折叠面之间的夹角为90°,折叠面宽度为20厘米,厚度为2厘米。双层叠加式结构能够减轻车辆对桥面的压力,使车辆对路面的压力逐步分散,化整为零,使桥面的承载力更大,确保了桥面的安全性。

点评:本作品设计者将所学习到的力学知识运用到该设计中,设计大胆,数据是设计者根据实际生产中的角铁而确定的,具有实际意义。模型制作完全根据设计的实际生产状况制作,但是不够精细。

寻找板桥农村的小池塘 第7篇

我十分向往以前家门口的小池塘,可妈妈说,它早就没有了。我心里很遗憾,也很疑惑:为什么小池塘没有了?是藏起来了吗?

妈妈告诉我:“小池塘没有用了,就被填平了。”

小池塘被填平对我们的生活有影响吗?带着疑问,在老师的带领下,我和同学们成立了调查小组,以《寻找板桥农村的小池塘》为题,展开了一场充满乐趣、探险的旅程。

调查一:小池塘的作用

小池塘对于人们的生活究竟有什么作用呢?经过走访老人和实地观看,我们得到的调查结果是:小池塘分为两种,一种是专门用来饮水用的很干净的池塘,俗称“水塘”;一种是种菱藕的农用池塘,俗称“藕塘”。于是,我们又对不同时期的这两种池塘的作用进行了调查。

上世纪80年代以前,自来水还没有接通

这一段时期的池塘归集体所有,大家共同管理和使用池塘。

分析:上世纪80年代的池塘,不论是水塘还是荷塘,它们都和人们的生活息息相关。要是池塘污染了,人们就没有水喝了。听爷爷奶奶说,那时一到冬季,家家都派人出来清理塘里的淤泥。清塘的时候,每家还能分到一点鱼、藕回家吃,丰富了饭桌。

上世纪90年代,自来水陆陆续续安装起来

这时候,大家的饮用水不再依赖池塘,而小池塘也被承包出去了。

分析:上世纪90年代装上了自来水,人们对小池塘的依赖减少了。由于承包,小池塘的管理从集体转向个人管理。但是,农业用水还是依赖于小池塘。到了冬季,小池塘的水质清澈,大家又会使用小池塘。小池塘发挥经济价值的同时,还在为人们的生活助力,所以那时的小池塘依旧存在。

2000年以后

农村征地拆迁,多数池塘被填平了。

分析:征地后的农民不再需要从事农业生产,而且他们的房屋从农村的民房搬到规划整齐的小区。小池塘与村民的生活彻底分离了。小池塘因没用而被填埋。但有些小池塘还是被很好地使用起来。如刘村的水塘和藕塘打通了,种上了观赏的睡莲,岸边杨柳,塘边芦苇,不时飞起落下的野鸭一双双、一对对,很是热闹。

调查二:小池塘对周围环境的影响

我的家乡板桥镇是位属江南地区。以前,这里河道密布,池塘像星星一样洒落田间、村头。在每一个村庄的前后都有小池塘。除了生活上离不开水以外,还有什么原因使得大家都临水建房呢?爷爷奶奶说,离水近一些好,凉快!当真因为小池塘的原因让温度有变化吗?科技组对此进行了考察。

测量材料:玻璃管液体温度计

测量地点:板桥小学操场和板桥河边。

测量时间:午间12:00-12:30分,由于是先后进行测量,时间差约为10分钟。

测量数据记录如下:

结果与体会:

在经历了长达半月之久的气温测量后,结果表明:在相同时间内测量两个不同地点的温度,靠近水源,温度会降低一些;在水源附近的温度又比城区温度低一些。小池塘在小环境的改善上确实起到了调节的作用,在一定程度上缓解了夏季的高温给人带来的不适。

建议与结论:

在网上搜寻到的资料表明:南京市气候呈现弱热岛效应。城郊日平均差0.5℃,从我们的调查数据中印证了这一点。这些池塘可成为板桥地区气候调节器与指示器。因此,我们建议在合理规划土地使用时,适当保留部分池塘,用作观赏,也为一些野生动物安个家。

编辑点评:

钢筋混凝土空心板桥荷载试验 第8篇

某桥上部结构为钢筋混凝土简支空心板,跨径为2×9 m,桥面全宽为10 m,由10块空心板铰接而成,桥面布置为7 m行车道+2×1.5 m人行道。下部结构为柱式墩,基础采用桩基础。横断面布置图见图1。

2理论计算

计算分析采用空间梁格模型,纵梁之间在横桥向为铰接。设计荷载的最大效应通过MIDAS移动荷载的影响线加载确定,设计荷载最大效应的加载位置通过移动荷载追踪器来显示。试验荷载的加载位置以设计荷载最大效应的加载位置为依据,通过试算确定。桥梁计算模型见图2。

3静力荷载试验

桥梁静力荷载试验主要是通过测量桥梁结构在静力试验荷载作用下的变形和应力,以确定桥梁结构的实际工作状态与设计期望值是否相符。它是检验桥梁结构实际性能,如结构的强度、刚度等最直接、最有效的方法。

3.1静力试验荷载确定原则

本次静力试验荷载采用三轴载重汽车,就某一加载试验项目而言,其加载位置的确定,根据设计标准荷载产生的试验项目如内力、位移等的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得:

其中,η为静力试验荷载效率;Sstate为试验荷载作用下,某一试验项目最大计算效应值;(1+μ)为设计计算取用的冲击系数;S为设计标准荷载不计冲击作用时产生的该试验项目的最不利计算效应值。

静力试验荷载按照汽—20级产生的加载控制截面最不利内力效应值等效换算而得。实际试验中采用2辆单车总重35 t载重车加载作为静力试验荷载。

3.2测试内容及测点布置

根据本桥结构实际特点,选择具有代表性的第2跨为试验桥跨,测试断面选择跨中和两端的支点附近,共3个断面。测试断面图如图3所示。

应变测点布置:应变量测采用在梁体混凝土表面贴应变片,并在钢筋表面贴钢筋应变片的方法,由静态应变测试系统进行数据采集。

挠度测点布置:挠度量测采用电测位移计,在1号～7号板梁(编号从右到左依次为1号～7号)的Ⅰ截面各布置1个垂直方向的位移计,共计7个。

裂缝引伸计布置:在日常裂缝检测的基础上,发现5号板梁跨中截面存在多条横向裂缝,且为受力最不利位置,因此在5号板梁跨中截面选2条具有代表性的裂缝,布置2个裂缝引伸计,共计2个。

3.3加载位置与加载工况

实际试验中采用2辆单辆总重约35 t的载重车加载作为静力试验荷载,分对称和偏心加载2种加载工况。

对称加载工况:检验跨中截面在试验荷载作用下的最大正弯矩和竖向挠度效应的对称加载试验,加载布置如图4所示。

偏心加载工况:检验跨中截面在试验荷载作用下的最大正弯矩和竖向挠度效应的偏心加载试验,加载布置如图5所示。

3.4 试验荷载效率

由表1中数据可见:试验荷载效率满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定的0.85～1.05。

4静载试验测试结果与分析

4.1 桥梁承载能力评定方法

桥梁承载能力的评定用实测结构校验系数ξ来评价,ξ为实验的实测值与理论值之比,它反映结构的实际工作状态。当ξ≤1时,说明结构偏于安全,结构有一定的安全储备,表明桥梁结构工作状态良好。

4.2 实测挠度及其评定分析

采用电测位移计测量跨中截面挠度,其测试结果如图6,图7,表2所示。

由图6,图7及表2的结果得知:各工况下实测挠度均小于相应的理论计算值,在对称和偏心加载工况下,实测的跨中截面挠度结构校验系数在0.23～0.40之间,满足《公路旧桥承载能力鉴定方法》规定的常值范围(0.2～0.5)之间,且各工况下主梁跨中截面实测挠度最大值均小于规范规定的允许值L/600=14.8 mm,主梁刚度能满足设计荷载(汽车—20级)的要求。

4.3 实测钢筋应变及其评定分析

由图8,图9及表3结果得知:实测的跨中钢筋应变校验系数在0.20～0.25之间,满足《公路旧桥承载能力鉴定方法》规定的常值范围(0.2～0.4)之间。

4.4 裂缝观测

在对称和偏心加载工况分级加载时,对5号板梁跨中截面的横向裂缝进行了分级观测,具体结果见表4。由表4的结果可以看出,在加载过程中5号梁裂缝的开展情况不是很明显。

5结语

1)该桥在对称加载和偏载布置作用下,跨中截面的测点挠度实测值小于理论计算值。2)该桥在对称加载和偏载布置作用下,实测跨中截面钢筋的应变实测值小于理论计算值,表明桥梁的承载能力满足设计要求。3)加载过程中,车辆荷载对裂缝的开展影响不明显。根据荷载试验的检测结果综合进行分析,该桥的承载力仍能满足设计荷载要求。

参考文献

[1]交通部公路科学研究所.大跨径混凝土桥梁试验方法[M].北京:人民交通出版社,1982.

[2]交通部.公路桥梁承载能力检测评定规程[Z].