浅谈板式桥上部构造

葛 晶

(牡丹江宏信公路工程监理有限公司)

1 矩形板上部构造

矩形板是公路小跨径钢筋混凝土桥中最常用的桥型之一,有整体式和装配式两种结构,只适用于跨径小于 8m的桥梁。前者是就地浇筑而成,为双向受力的整体宽板,故整体性能好,横向刚度较大,但模板和支架消耗量较多,施工工期较长,所以较少采用,广泛采用装配式结构。板的横截面,无论是宽板或是窄板,一般都设计成等厚的矩形截面。

装配式矩形板,是用 20#混凝土制做。一般中板宽度为1m,边板则视桥的宽度而定,板与板之间接缝(企口缝)用混凝土联结。

板的宽度和长度,以预制时的实际尺寸为准,据此作为计算圬工体积的依据,同时应计算出企口(绞缝)的圬工数量。为了使矩形板桥建成后,桥面能形成整体,应将两块板的企口接缝处的预留钢筋连接,并在桥面铺装之前,用与板同标号的混凝土填塞好绞缝。

矩形板一般设置简易垫层支座,铺垫油毛毡后,就直接安置在墩、台帽上,并用锚栓与墩、台帽锚固。

预制矩形板,一般采用起重机安装,若采用扒杆安装,编制施工图预算时,每座桥应列入两个扒杆费用。

悬臂板桥一般做成双悬臂式结构,中间跨径为 8～10mm,两端伸出的悬臂长度约为中间跨径的 0.3倍,板在跨中的厚度约为跨径的 1/14～1/18,在支点处的板厚要比跨中的加大 30%～40%。悬臂端可以直接伸到路堤上,不用设置桥台。

连续板桥的特点是板不问断地跨越几个桥孔而形成一个超静定结构体系。连续板桥较简支板桥而言,具有伸缩缝少、车辆行驶平稳等特点。连续板桥的跨径可比简支板桥的跨径做得大一些。我国已建成的连续板桥,跨径大约在14m左右;在国外当采用预应力混凝土时,跨径可达33.5m。连续板桥边跨与中跨之比约为 0.7～0.8,这样可以使各跨的跨中弯矩接近相等。连续板桥也可以有整体式和装配式两种结构。

2 空心板上部构造

空心板是将板的横截面中间部分挖成空洞,以达到减轻自重,节约材料的目的。装配式空心板的标准宽度一般为1m,通常用钢筋混凝土和预应力混凝土做成。

空心板的截面构造简单,施工方便,建筑高度小,容易适应桥梁各种线型的要求,与同跨径的T形梁比。其建筑高度要低 50 cm左右(一般板的高度为跨径的 1/20,而 T形梁是1/15),故可有效地降低路基的平均高度,因此,空心板桥巳成为广泛使用的一种桥型。

钢筋混凝土空心板的跨径为 10～13m,其板厚为 40～80 cm,一般采用 25#混凝土。预应力混凝土空心板的跨径范围在 10～20m之间,厚度为 50～100 cm,一般采用 40#混凝土。对构件施加预应力有先张法和后张法两种不同的方法,先张法指浇筑混凝土之前张拉预应力钢筋或钢绞线,故要设置张拉台座;后张法则无需设置张拉台座,是在梁体内预先设置孔道,待混凝土浇筑后,张拉预应力钢筋或钢束,需要配置锚具,最后还要对孔道压入水泥浆和浇筑梁端封锚混凝土。后张法适宜于配置曲线形预应力筋的大型预制构件。空心板预制时,跨径在 16m以下的,一般采用先张法施工,20m跨的则采用后张法施工。

预应力混凝土分为全预应力和部分预应力两种,前者在最大使用荷载下混凝土不会出现拉应力,后者则允许发生不超过设计规定裂缝宽度或拉应力值。公路桥梁建设中广泛采用全预应力混凝土。

先张法预制空心板时,要修建张拉台座,在立模和浇筑混凝土之前,张拉预应力钢绞线或预应力筋,等混凝土达到了规定的强度(不得低于设计强度的 70%)时,逐渐将预应力筋放松,并将其张拉的工作长度切割掉。这样,就因预应力的弹性回缩通过与混凝土之间的粘结作用,从而使混凝土获得预压应力。在编制施工图预算中,一般应计列张拉台座的费用,其钢绞线等预应力筋的张拉工作长度,一般可按板的设计长度另加 1.5m计算确定预应力筋的消耗数量。

槽式台座形成一个承力框架,便于立模和浇筑混凝土。横梁一般采用型钢制作,传力柱可采用钢筋混凝土制作或钢构件组拼,底板作为空心板的底模用。这种台座的工料消耗大,若这种预制块的数量不多,是很不经济的。

后张法的预应力空心板需要设置锚具张拉钢绞线和锚固,20m的预应力空心板一般采用 7根钢绞线群锚、橡胶管制孔,在预制空心板时,按设计要求布置,形成钢绞线孔道,待其混凝土达到规定强度后,再在孔内穿人钢绞线,进行张拉并锚固,最后进行孔道压浆和浇筑板端封头混凝土,锚具就被埋置在板内。封头混凝土的标号不宜低于构件本身标号的 80%,亦不宜低于 30#。

空心板桥梁的墩、台帽要设置支座,一般采用板式橡胶支座,每块板要设置四块。

斜交的板梁桥,当斜交的角度大于 15°时,应分别在钝角部位的上层布置垂直于钝角平分线的加强钢筋,而在其下层布置平行于钝角平分线的加强钢筋。

装配式空心板,一般采用扒杆或起重机安装,20m的预应力空心板亦可采用单导梁等施工方法安装。在桥面铺装之前,应将板的绞缝内预留的钢筋连接,然后浇筑好绞缝混凝土,以使桥面横向连成整体承受荷载,保证桥梁的安全使用。