由于空心板梁预制工艺简单、安装方便、造价较低以及建筑高度较小等诸多优点,因此空心板梁桥在各类公路工程中广为应用。
梁桥的结构受力主要由承重结构(主梁)及传力结构(横梁、桥面板)两大部分承担。多片主梁依靠横梁和桥面板联成空间整体结构,由于结构的空间整体性,当桥上作用荷载时,各片主梁将共同参与工作,形成各片主梁之间的内力分布。江西空心板梁桥的传力结构主要依靠空心板之间的铰缝和桥面板。空心板梁在进行内力计算时,需要将桥面承受的车辆荷载通过横向分布系数分配至各片主梁上,具体系数的数值和梁板间连接形式及其效果有关,其力学理念就是将整幅梁板看作一个共同受力的整体,通过其相互间变形协调的程度来决定分配比例,而铰缝就承担着梁板间传递内力并约束位移的关键作用。
空心板梁的设计荷载由恒载和活载组成,空心板梁组成的桥面系在荷载作用下每片板梁分担的荷载一般采取:桥面恒载包括人行道、栏杆、桥面铺装等近似按每片梁均摊计算。活载按“公路桥梁荷载横向分布计算”方法计算,即跨中和四分点的横向分配系数按铰接板法计算,支点按杠杆法计算横向分布系数,支点至四分点间按直线内插法求得。桥梁支座与梁板受力不均是怎么导致的?下面由小编带大家了解一下吧。
桥梁支座作为桥梁受力体系中的重要一环,承担着将上部梁板荷载传递至下部基础的关键作用。这就要求支座与梁板应紧密接触,不得脱空,并且需要保持良好的限位或变形性能。虽然在设计中假定并要求施工时梁板底部的支座应处于水平的位置,但实际调查表明,梁板的4个支点受力并不均匀,甚至某点已经失效,变成3点支撑。支座失效后,使局部承压增加,在反复荷载作用下,梁板将产生较大位移的振动和扭曲,会影响到桥梁的使用性能;梁板的反复变形将会加速联系梁板的铰缝破坏,使上部梁板之间内力横向传递削弱并加重上部梁板承担的荷载,从而导致单片梁受力的情况,对梁板造成不利影响。
(1)桥梁基础的病害导致的支座病害
桥梁投入运营后,由于桥梁基础的施工质量或基础地基处理的问题,往往造成其下部结构发生变形,相应使支座产生不均匀位移。这类情况往往由于其变形幅度较大,后果比较严重,有的直接破坏梁板横向联系,使各梁板各自受力,从而引发桥梁的桥面或梁板病害。
(2)上部梁板施工引起的支座病害
由施工原因造成且多在运营前就发生的支座脱空不外乎以下几种情况:①梁板外形未达到标准要求,尤其是在较大纵坡、横坡的情况下,对空心板梁底楔块的尺寸要求较高;②两侧预应力钢束定位精度不足,张拉后产生较大扭矩,使空心板产生扭曲变形。
(3)支座老化引起的病害
板式橡胶支座的主要构造特点为:采用钢板作为加劲层,因钢有阻止橡胶层侧向膨胀的作用,从而显著提高了橡胶层的抗压强度和支座的抗压刚度。橡胶材料在老化后将丧失部分弹性和变形协调能力。在运营过程中由于车道划分,存在车辆有可能对某些梁板单侧动载较大的情况,造成支座的压缩变形不均匀,严重的将导致梁板3点支撑。