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空心板梁横向连接方式的变革

更新时间: 2024-10-24 09:18:13  查看次数: 39    
铁路桥梁对横向整体性的要求比公路和市政桥梁更高,所以 T 梁结构的横向连接现在大多采用横向预应力的方式。另外,一些已经有的公路和市政桥梁在进行横向加固的时候,也会采用新设横隔板,然后在腹板上钻孔施加横向预应力的连接方式。在中小跨径的梁桥里,尤其是对桥下净空有要求的桥梁设计中,空心板梁用得很广泛。装配式空心板梁桥的梁结构横向分布和 T 梁差不多,横向宽度大概 2 米,也需要进行横向连接。它的连接方式可以归纳为铰接缝连接、桥面板现浇连接、横隔板连接、钢板连接和横向预应力连接。在工程应用中,一般会同时用其中几种连接方式来实现横向联合作用。铰接缝连接就是在纵向梁的接缝里面设置企口,然后用混凝土浇筑内部的连接方式。为了改善梁缝和企口内部混凝土的应力,可以加入构造钢筋。企口的形式有很多种。铰接缝连接存在新老混凝土连接的问题,在桥梁使用阶段经常会出现横向连接的病害。把桥面板和纵向梁缝以及各梁片一起浇筑,并且增加板顶混凝土的厚度,利用桥面板对各片梁形成横向连接的方式叫桥面板现浇连接。在一般的梁桥结构中,铰接缝连接和桥面板连接通常一起用。为了加强横向连接,可以把梁片内部的钢筋在桥面板里绑扎好,然后浇筑整体桥面板,这也是咱们国家板梁桥横向连接用得最多的方式。采用钢板连接可以加快工程建设周期,避免铰接缝连接后浇筑混凝土需要养护的弊端。
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1970 年英国最先开始了空心板梁横向预应力连接的工程实践。1980 年以后,这一连接方式在日本和美国发展起来。2010 年以后,咱们国家中小跨径的板梁已经开始比较多地采用横向预应力连接方式。空心板梁横向预应力连接主要是通过在梁片里增加横隔板,在横隔板纵向和空心板梁两侧箱壁预留预应力孔道,然后张拉预应力来实现横向连接。
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铰接缝连接基于摩擦抗剪理论。通过对国内外采用铰接缝横向连接的板梁桥使用状态的跟踪发现,因为设计、施工、使用过程中的各种原因,这类连接普遍存在铰接缝被破坏的情况,这会导致桥梁的横向分布系数改变,横向传力减弱甚至失效,出现单板受力的情况。横向预应力连接通过在桥横向施加预加力,可以有效增强铰缝剪力的传递。和现在采用的其他连接方式相比,它的梁部受力性能更接近整体板,桥梁在使用过程中裂缝扩展比较少,能够有效保证横向连接的耐久性与安全性。在板梁横向连接分析设计方面,同济大学的王刚在横向接缝只传递板间竖向剪力的假设下,用能量法对预制空心板梁桥铰缝竖向剪力进行了计算,根据最小势能原理对接缝内竖向剪应力进行了推导,利用纯剪应力状态下最大主拉应力强度准则来判断铰缝强度要求。接缝内的剪力会随着空心板梁的数目增多而增大。