中文名 | 蓋梁 | 外文名 | bent cap |
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術(shù)語所屬 | 建筑術(shù)語 | 學(xué)科分類 | 建筑學(xué) |
應(yīng)用范圍 | 路橋工程等 | 作????用 | 支撐橋梁上部結(jié)構(gòu) |
主要作用是支撐橋梁上部結(jié)構(gòu),并將全部荷載傳到下部結(jié)構(gòu)。
受力特點
蓋梁的主要荷載是由其上梁體通過支座傳遞過來的集中力,蓋梁作為受彎構(gòu)件,在荷載作用下在各截面除了引起彎矩外,同時伴隨著剪力的作用。此外,蓋梁在施工過程中和活載作用下,還會承受扭矩,產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的數(shù)值很小且不是永久作用,一般不控制設(shè)計。實際計算中一般只考慮彎剪的組合,因為考慮彎、剪、扭三種內(nèi)力同時組合,需要空間分析,計算工作會很繁瑣,而且實際意義也不大??梢娚w梁是一種典型的以彎剪受力為主的構(gòu)件。
橋梁設(shè)計中, 柱式橋墩是普遍采用的結(jié)構(gòu)型式 。 對于簡支橋梁 , 蓋梁是一個承上啟下的重要構(gòu)件 , 上部結(jié)構(gòu)的荷載通過蓋梁傳遞給下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ) , 蓋梁是主要的受力結(jié)構(gòu) 。 在設(shè)計中的跨徑 、 斜度 、 橋?qū)?、 車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)的變化梁設(shè)計的影響很大, 很難完全套用標(biāo)準(zhǔn)圖和通用圖 。 蓋梁設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化程度很高,需要對蓋梁進行較多的計算,所以蓋梁設(shè)計是橋梁設(shè)計的一個關(guān)鍵部分。
蓋梁在墩柱的頂部,是為了安放T梁設(shè)置的,T梁必須是在蓋梁的上面,而且T梁拼裝為路面設(shè)計寬度位置,和你說的寬度和蓋梁的一樣差不多!
蓋梁抱箍設(shè)計計算書中包括兩個橋梁抱箍的設(shè)計計算方案同范圍內(nèi)蓋梁分別有五種結(jié)構(gòu)尺寸施工形式。引橋蓋梁砼標(biāo)號為30號砼,過渡墩蓋梁采用40號砼(包括12#、13#、14#)。全橋共有蓋梁124座,其中西岸...
一,什么是蓋梁?蓋梁(bent cap),指的是為支承、分布和傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載,在排架樁墩頂部設(shè)置的橫梁。又稱帽梁。在橋墩(臺)或在排樁上設(shè)置鋼筋混凝土或少筋混凝土的橫梁。主要作用是支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)...
蓋梁【bent cap】指的是為支承、分布和傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載,在排架樁墩頂部設(shè)置的橫梁。又稱帽梁。在橋墩(臺)或在排樁上設(shè)置鋼筋混凝土或少筋混凝土的橫梁。
有橋樁直接連接蓋梁的,也有橋樁接立柱后再連接蓋梁的。
沈陽市二環(huán)快速道路工程西南段由攬軍路、玉屏路 2 條道路組成。攬軍高架橋全長 1 030. 20 m,主橋墩號 51# ~ 101# ,共 5 聯(lián),50 孔。攬軍高架橋上部結(jié)構(gòu)均為簡支空心板,等寬段為預(yù)制先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,漸變段為現(xiàn)澆普通鋼筋混凝土空心板,板厚均為 85 cm,板寬 1. 03m,18 m 橋?qū)挋M向 17 塊板,25. 5 m 橋?qū)挋M向 24 塊板。主橋所有板在縱橋向均有 50 cm 挑臂搭到“凸”形蓋梁上。該橋下部結(jié)構(gòu)均采用變截面方柱墩,倒梯形隱式蓋梁。主橋?qū)?18 m 處的橋墩,墩柱上寬 3. 5 m,下寬 2. 5 m,蓋梁兩側(cè)懸臂均為 7. 25 m,蓋梁為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。主橋?qū)?25. 5 m 處的橋墩為獨柱墩,墩柱上寬 3 m,下寬 2 m,蓋梁兩側(cè)懸臂分別為 4. 74、5 m,為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
對攬軍高架橋進行了檢測,發(fā)現(xiàn) 51# 、61# 、71# 、81# 橋墩蓋梁和墩身多處出現(xiàn)嚴重滲水和縱向裂縫等病害,具體闡述如下。
51# 蓋梁
51# 橋墩為過渡墩且為整體式橋墩,其蓋梁寬 18m,為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。其病害主要表現(xiàn)為:
1) 蓋梁西面嚴重滲水;
2) 蓋梁西面多處出現(xiàn)縱向裂縫,裂縫最大長度達 3 m,最大寬度為 3 mm,主要出現(xiàn)在蓋梁懸臂根部和中部;
3) 出現(xiàn)露筋、銹蝕等現(xiàn)象。
61# 蓋梁
61# 橋墩為過渡墩且為整體式橋墩,其一側(cè)為預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制空心板,另一側(cè)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心板,橋墩蓋梁寬 18 m,為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其病害主要表現(xiàn)為:
1) 蓋梁東面嚴重滲水;
2) 蓋梁兩側(cè)多處出現(xiàn)縱向裂縫,裂縫最大長度 2 m,最大寬度 0. 3 mm;
3) 蓋梁西面懸臂中部鋼筋銹蝕嚴重。
71# 、81# 蓋梁
71# 、81# 橋墩為分離式橋墩,單幅橋墩蓋梁寬12. 74 m,為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其病害主要表現(xiàn)為:
1) 蓋梁東面嚴重滲水;
2) 蓋梁兩側(cè)多處出現(xiàn)縱向裂縫,裂縫最大長度 2 m,最大寬度 1 mm;
3) 蓋梁表面存在麻面等。
根據(jù)該橋現(xiàn)階段的病害情況,需立即進行維護,以達到如下目標(biāo)。
1) 確保蓋梁達到安全和正常使用的要求;
2) 限制蓋梁裂縫進一步發(fā)展,避免鋼筋和鋼絞線銹蝕;
3) 在確保橋梁結(jié)構(gòu)安全的前提下,盡可能做到投資最少,施工方便。
蓋梁計算時上部荷載通過空心板由支座傳到蓋梁上,但由于活載通過支座傳到蓋梁的計算非常復(fù)雜,且不易計算準(zhǔn)確,因此從簡單安全的原則出發(fā),僅考慮空心板自重通過支座傳到蓋梁上,汽車車輪縱向綜合輪載則直接作用在蓋梁頂面。采用《QJX橋梁綜合程序( Windows 版) 》軟件計算。根據(jù)計算,51# 、71# 、81# 蓋梁的抗彎極限承載能力滿足規(guī)范要求,但裂縫寬度超出規(guī)范容許值,因此維護設(shè)計主要針對減少裂縫寬度和抑制裂縫進一步發(fā)展。61# 蓋梁的抗彎極限承載能力基本滿足規(guī)范要求,但儲備不大,且裂縫寬度超出規(guī)范容許值。計算得到原蓋梁懸臂根部最大裂縫寬度達0. 22 mm,大于規(guī)范規(guī)定的 0. 2 mm 限值。對該墩蓋梁補強預(yù)應(yīng)力后,蓋梁根部最大裂縫處為無拉應(yīng)力,最小正壓應(yīng)力為 1. 6 MPa,既滿足結(jié)構(gòu)要求,又能限制蓋梁裂縫進一步發(fā)展。
目前混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法主要有以下幾種:
1) 增大截面加固法;
2) 置換混凝土加固法;
3) 外加預(yù)應(yīng)力加固法;
4) 外粘型鋼加固法;
5) 粘貼纖維復(fù)合材加固法;
6) 粘貼鋼板加固法等。根據(jù)攬軍高
架橋蓋梁驗算結(jié)果及特點,若采用增大截面加固法,不僅對橋下凈空影響較大,而且因本橋蓋梁均為統(tǒng)一截面型式,若加大截面則還會影響景觀,故本橋不考慮該方法。置換混凝土加固法主要適用于承重構(gòu)件受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的局部加固,主要為加固柱、墻等構(gòu)件,本橋也不適用。外接型鋼加固法適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土梁、柱結(jié)構(gòu)的加固,而本橋承載力滿足要求,故該方法也不適用。粘貼纖維復(fù)合材加固法與粘貼鋼板法加固機理類似,從補強材料的作用機理看,鋼板較為平整并有一定剛度,因此粘貼后的組合截面在受力初期即可參與工作。碳纖維布的纖維在粘貼后處于曲線狀態(tài),因此其需要預(yù)拉直力,且受力滯后于加載。此外,采用鋼板貼合法也很經(jīng)濟。6 mm 的鋼板 150 元 /m2 ,而碳纖維板要1 000 元 /m2 ,造價較高,且對施工工藝要求較高,故推薦采用粘貼鋼板法。本橋根據(jù)驗算結(jié)果,51# 、71# 、81# 橋墩蓋梁承載力滿足要求,但裂縫寬度驗算不滿足要求。病害調(diào)查發(fā)現(xiàn)其裂縫寬度較大,若采用外加預(yù)應(yīng)力加固法能增設(shè)截面正應(yīng)力儲備,并限制蓋梁裂縫的進一步發(fā)展,避免鋼筋和鋼絞線的銹蝕,故對該類蓋梁采用此加固法。對于 61# 蓋梁,調(diào)查發(fā)現(xiàn)裂縫寬度較小,抗彎承載能力驗算基本滿足要求,若采用粘貼鋼板加固法,則可提高蓋梁承載能力,阻止裂縫進一步開展。該方法施工工藝成熟,加固措施經(jīng)濟合理。下面對典型蓋梁加固措施進行介紹。
51# 橋墩維護措施
在倒“T”形蓋梁頂增設(shè)預(yù)應(yīng)力,以提高蓋梁安全儲備,改善蓋梁受力,具體措施如下。
1) 鑿除倒“T”形蓋梁頂橋面鋪裝和后澆筑的混凝土層。
2) 提升蓋梁裂縫范圍的空心板,并將其移至靠近蓋梁懸臂根部側(cè)相鄰空心板上。
3) 寬度超過 0. 15 mm 的裂縫采用壓漿法修補,寬度小于 0. 15 mm 的裂縫采用封閉法修補。
4) 種植鋼筋,并布設(shè)預(yù)應(yīng)力管道及加厚部分普通鋼筋。
5) 澆筑蓋梁頂加厚部分混凝土,待混凝土強度達到設(shè)計強度的 90% ,且混凝土齡期達到 7 d 后,穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線并進行張拉,預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉控制應(yīng)力為 0. 6 ftk ( 抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 ) = 0. 6 × 1 860= 1 116 MPa,單束鋼束張拉噸位為 1 562 kN。補強混凝土及鋼束布置示意見圖 1。
6) 空心板復(fù)位,并進行橋面系施工。
61# 橋墩維護措施在倒“T”形蓋梁的翼緣外側(cè)粘貼鋼板,并在蓋梁頂增設(shè)普通鋼筋,以提高蓋梁的安全儲備,具體措施如下。
1) 鑿除倒“T”形蓋梁頂橋面鋪裝和后澆筑的混凝土層。
2) 提升蓋梁裂縫范圍的預(yù)制空心板( 另一側(cè)現(xiàn)澆空心板不動) ,并將其移至靠近蓋梁懸臂根部側(cè)相鄰空心板上。
3) 寬度超過 0. 15 mm 的裂縫采用壓漿法修補,寬度小于 0. 15 mm 的裂縫采用封閉法修補。
4) 在蓋梁 2 個側(cè)面滿貼 6 mm 厚鋼板,鋼板的定位和粘貼方式如下。
( 1) 采用灌漿法粘貼鋼板。在混凝土表面種植鋼筋來固定鋼板,在混凝土相對應(yīng)的位置打植筋孔,并種植鋼筋,然后掛鋼板擰緊螺母。往鋼板內(nèi)注膠,厚度 3 mm。
( 2) 涂刷 5 層防腐漆用于鋼板防腐。
5) 澆筑蓋梁頂加厚部分混凝土,移動空心板,使其就位,進行橋面系施工。
5. 1 新舊混凝土接觸面鑿毛
為保證維護新澆混凝土與原結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)合良好并共同受力,鑿除混凝土?xí)r宜從鑿除區(qū)表面中間開鑿,鑿除區(qū)內(nèi)原結(jié)構(gòu)的構(gòu)造鋼筋不得剪除,澆筑維護混凝土?xí)r按原樣予以恢復(fù)。
5. 2 鉆孔種植鋼筋
新舊混凝土接觸面種植鋼筋直徑采用 Ф12mm、Ф16 mm 螺紋鋼筋,種植錨筋埋深取 10 倍鋼筋直徑即 12、16 cm,鉆孔直徑為 16、22 mm,錨筋抗拔力在 30、50 kN 以上。
5. 3 預(yù)應(yīng)力施工
張拉操作步驟: 初張拉( 張拉力 P0 為 0. 2 倍設(shè)計張拉力 P) →持荷 5min→量測延伸量 δ0 →張拉并用作防腐面漆,但氟碳涂料的選用卻直接影響防腐效果。對氟碳涂料而言,強調(diào)組分匹配使用和涂裝系統(tǒng)匹配,涂裝材料和匹配不恰當(dāng)則達不到防護效果。維持設(shè)計噸位P→持荷5 min→量測延伸量δ1→回油→量測延伸量δ2。
5.4 粘貼鋼板
對鋼板粘結(jié)面進行除銹和粗糙處理,直至出現(xiàn)金屬光澤。噴砂除銹要求為SA2. 5 級,鋼板表面粗糙度要求為40 ~80 μm。在鋼板上鉆植筋孔和注膠孔,注膠孔大小應(yīng)與灌漿嘴匹配,并保證其周邊密封。原則上植筋孔和注漿孔間距均為40 cm。用腳踏泵或其它灌漿機具從注漿嘴壓入封縫膠,注膠壓力控制在0. 4 MPa 以內(nèi)。注膠應(yīng)從最低一端開始,當(dāng)鄰近注膠嘴有膠液流出時,即應(yīng)將當(dāng)前的注膠嘴封閉,并移至出膠的注膠嘴繼續(xù)注膠。最后一個排氣管應(yīng)在維持注入壓力的情況下封堵,以防膠層脫空。常溫(25 )下,固化不少于3 d,若固化溫度降低,則固化時間應(yīng)相應(yīng)延長。
采用增設(shè)預(yù)應(yīng)力及粘結(jié)鋼板法對攬軍高架橋橋墩病害蓋梁進行了加固施工,使蓋梁的承載能力大大提高,并阻止了原有裂縫繼續(xù)開展。自2007 年施工藝有一些特殊要求,故應(yīng)讓專業(yè)的涂裝技術(shù)人員進行橋梁斜拉索防護涂裝作業(yè),確保斜拉索涂裝質(zhì)量。 2100433B
蓋梁的計算要點是如何建立準(zhǔn)確而且簡化的計算模型。
3.1 蓋梁的平面簡化
3.1.1 關(guān)于蓋梁平面基本簡化的規(guī)定
《公路橋涵設(shè)計手冊》中規(guī)定: 多柱式墩臺的蓋梁可近似地按多跨連續(xù)梁計算;對于雙柱式墩臺,當(dāng)蓋梁的剛度與柱的剛度之比大于5時,可忽略樁柱對蓋梁的約束作用,近似地按簡支(懸臂)梁計算。柱頂視為鉸支承,柱對蓋梁的嵌固作用被完全忽略,這種計算圖式是以往設(shè)計實踐中用得最多、最普遍的一種。目前一些蓋梁計算程序,如“中小橋涵CAD系統(tǒng)”等一些平面計算的軟件,基本上都是采用這種簡化計算模式來分析蓋梁內(nèi)力的,這是一種基本的簡化模式,但是對計算結(jié)果一般要作削峰處理。
3.1.2 蓋梁平面基本簡化模式存在的問題
上述的簡化模式有些粗糙且有一定的局限性,使得計算結(jié)果偏大,按此進行的配筋設(shè)計往往過于保守。對于獨柱式蓋梁,常規(guī)的計算方法是將其視為一端嵌固的單懸臂梁,該簡化使得懸臂根部的彎矩計算結(jié)果偏大;對于雙柱式蓋梁按簡支(懸臂)梁計算,使得跨中彎矩計算結(jié)果明顯偏大。而當(dāng)蓋梁的剛度與柱的剛度之比小于5時, 《公路橋涵設(shè)計手冊》并未做明確說明。該簡化模式的問題在于將墩柱與蓋梁的連接等效成點支撐,將墩梁框架結(jié)構(gòu)簡單等效為簡支(懸臂)梁來處理。這雖然使計算得到簡化,但與實際結(jié)果偏差過大。而且無論墩柱尺寸及蓋梁尺寸如何,皆按簡支(懸臂)梁來處理,使得其適用范圍受到限制。多柱式蓋梁也存在同樣的問題。現(xiàn)在有一種修正的計算方法是將單點鉸支模型轉(zhuǎn)化為兩點鉸支模型,此時墩頂負彎矩要比基本的簡化模式(單點鉸支模型)小,以達到削峰處理的作用。兩點鉸支模型的彎矩值與所模擬的兩鉸支點間的距離有關(guān),但對這個距離目前還缺乏足夠的依據(jù)。這種計算方法現(xiàn)在多用在獨柱式蓋梁的計算上,對于雙柱式及多柱式蓋梁,因計算結(jié)果差別很大,是不可取的。
3.1.3 平面簡化的其他方法—整體圖式法
本方法屬于平面計算圖式,但是屬于超靜定結(jié)構(gòu),手算比較繁瑣,一般采用平面計算程序如“橋梁綜合計算程序”,將墩柱及蓋梁一起模擬,形成整體圖式進行計算。此時墩柱與蓋梁可以看成是一個平面剛架,邊界條件可以簡化為固端支承,將墩柱范圍的區(qū)域考慮為受力而不變形的“剛域”。這種計算結(jié)果與空間計算結(jié)果比較接近,因為蓋梁空間的計算都是整體圖式的。如果考慮了基礎(chǔ)周圍介質(zhì)(土體)對基礎(chǔ)的作用, 較準(zhǔn)確地模擬出彈性支承,則蓋梁計算結(jié)果會更精確,但是計算量也會增加。以獨柱式蓋梁為例,筆者經(jīng)過計算比較得出:整體圖式法計算出的墩頂最大負彎矩,一般相當(dāng)于基本簡化模式計算結(jié)果的75%左右。但是這個結(jié)果仍然是有峰值的,峰值往往比實際值大,而如果利用墩柱邊緣的數(shù)值往往又偏小。與實際受力接近的數(shù)值應(yīng)該在墩柱邊緣以內(nèi),位于墩柱中心與邊緣之間。
3.1.4 結(jié)論
蓋梁的幾何外形簡單,且是以彎矩、剪力及軸力為主,受力特點明確。將它模擬成平面桿單元比模擬成空間體單元計算要簡單許多,而且能滿足控制要求??臻g計算結(jié)果雖然準(zhǔn)確,但是計算復(fù)雜,對于蓋梁計算必要性不大。采用蓋梁平面基本的簡化模式進行計算是最簡單且比較實用的,但使用時要對局部區(qū)域的峰值如墩頂截面進行適當(dāng)?shù)恼蹨p削峰處理,因為蓋梁的實際控制截面往往不在墩頂而在墩柱邊緣附近,這樣能避免造成較大的浪費。蓋梁的剛度與柱的剛度之比越大,簡化計算結(jié)果越準(zhǔn)確。當(dāng)相對剛度比大于10時,誤差已經(jīng)控制在10%以內(nèi)了,在精度要求不很高的結(jié)構(gòu)工程中是允許的,且偏于安全。此時可忽略樁柱對蓋梁的彈性約束作用,把蓋梁簡化成簡支或連續(xù)梁的型式。當(dāng)然,整體圖式法是計算最為準(zhǔn)確的平面簡化計算方法,計算簡單且符合實際,建議有條件時盡量采用。
3.2 蓋梁荷載的分析及簡化
3.2.1 蓋梁荷載組成及特征
蓋梁的恒載包括:蓋梁自重、預(yù)應(yīng)力荷載、上部主梁重量以及橋面系荷載等,這些都比較明確且易于計算。人群荷載由于位置固定,可按均布的恒載考慮;蓋梁活載為橋上車載通過主梁及支座時傳遞下來的,與計算主梁不同,活載作用在蓋梁上的位置不是隨機移動的,因為支座位置是固定的。同時,作用于橋面的活載位置卻又是隨機移動的,因此,要準(zhǔn)確算出蓋梁最不利內(nèi)力情況下活載引起的各支座的反力,就需要正確的方法。歸納起來,蓋梁活載布置分為縱橋向布載與橫橋向布載兩大步驟。
3.2.2 蓋梁縱橋向布載
求出主梁的支座反力影響線,根據(jù)主梁的支座反力影響線縱橋向布置活載車隊。對于簡支橋梁的橋墩蓋梁采用雙孔布載,橋臺蓋梁采用單孔布載??v橋向活載最大值根據(jù)橋梁計算跨徑、車道數(shù)量和荷載等級的不同而不同。以下是筆者總結(jié)的幾種常見跨徑簡支梁板橋雙車道縱向布載的計算結(jié)果。在一些蓋梁計算程序里,縱向布載數(shù)據(jù)有時需要自己手算輸入,如人們常用的“橋梁綜合計算程序”,在進行蓋梁橫向計算時,需要輸入一個“橫向分配系數(shù)”,用表中的數(shù)值除以2得到單車道數(shù)值,再除以加重車后軸重量即得。
3.2.3 蓋梁橫橋向布載
橫橋向按車輪最不利位置布置活載 , 然后根據(jù)車輪橫向位置求出相應(yīng)各片主梁的荷載橫向分布系數(shù)。在蓋梁橫向布載計算中,一般采用杠桿法或者偏心受壓法來計算活載橫向分布影響線。蓋梁不同位置對應(yīng)的最不利車輪橫橋向的布置也不相同,活載對稱布置時用杠桿法,非對稱布置時用偏心受壓法。大部分蓋梁計算程序都能自動計算活載橫向分布影響線,原理都是一樣的。計算主梁的橫向分布系數(shù)時要注意:蓋梁某個位置的最不利內(nèi)力,在求解各T梁的剪力橫向分布系數(shù)時,車輪橫橋向的位置是固定不變的,而車輪不同的橫向布置對應(yīng)各T梁不同的剪力橫向分布系數(shù)。
蓋梁除了自重荷載之外,主要承受由支座傳遞過來的上部結(jié)構(gòu)的恒載。對不同橋?qū)?、不同跨徑簡支梁板橋的蓋梁內(nèi)力計算結(jié)果進行分析,以雙柱式橋墩蓋梁墩頂負彎矩為例:蓋梁自重所占比例很小,為9%左右;上部恒載所占比例很大,為63%左右;而活載只占總荷載比例的28%左右。
4.1 普通鋼筋混凝土蓋梁抗彎設(shè)計
計算活載彎矩時,支點負彎矩采用活載非對稱布置時的數(shù)值;跨中正彎矩采用活載對稱布置時的數(shù)值。鑒于普通鋼筋混凝土蓋梁在使用過程中容易出現(xiàn)裂縫,建議在配彎矩鋼筋時在正常的計算結(jié)果基礎(chǔ)上適當(dāng)增加。經(jīng)計算發(fā)現(xiàn):增加20%~30%的受拉鋼筋數(shù)量,對于防止裂縫很有效果。鋼筋要盡量均勻布置,彎矩筋和彎起的斜筋要合理調(diào)配,避免出現(xiàn)局部鋼筋間距過大的情況。選擇合理的柱間距和懸臂段長度間的比值,不僅能節(jié)省受彎鋼筋,而且對彎剪鋼筋的合理布置也有好處。通過計算總結(jié),筆者認為,雙柱式蓋梁采用柱間距與懸臂段長度的比值為2.45~2.95最為適宜(均為2.7)。現(xiàn)在立交橋一般為了美觀或橋下通行的需要,蓋梁多采用大懸臂,而對柱間距不受限制的跨河橋,宜采用此比例布置。三柱式蓋梁此比值以平均采用2.8為宜,中柱頂?shù)膹澕翡摻钜话銜源笥谶呏敚瑸楸苊饫速M,可單獨配筋。
4.2 鋼筋混凝土蓋梁抗剪設(shè)計
4.2.1 原理
蓋梁是彎剪受力為主的構(gòu)件,在彎曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用下,將產(chǎn)生與梁軸線斜交的主拉應(yīng)力及主壓應(yīng)力。因混凝土的抗壓強度較高,一般不會被壓壞,當(dāng)主拉應(yīng)力較大時,則可能使構(gòu)件沿著垂直于主拉應(yīng)力方向產(chǎn)生斜裂縫,并導(dǎo)致蓋梁斜截面發(fā)生破壞。因此,鋼筋混凝土蓋梁除應(yīng)進行正截面強度計算外,還需對彎矩和剪力同時作用的區(qū)段進行斜截面強度計算。這就要求蓋梁除了具有合理的截面尺寸之外,還應(yīng)配置斜彎鋼筋和箍筋。
4.2.2 基本計算方法
在蓋梁抗剪設(shè)計中,通常采用的方法是,當(dāng)截面尺寸滿足斜截面抗剪要求且需配剪力筋時,按極限狀態(tài)法的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理進行剪力分配:計算的剪力值中60%由混凝土和箍筋共同承擔(dān),40%由彎起筋承擔(dān)。上述方法一般適用于等截面的簡支梁結(jié)構(gòu),其高跨比一般為1/15~1/25,而對于普通鋼筋混凝土橋墩臺蓋梁,其高跨比一般為1/4~1/6,因此,用此方法計算蓋梁的抗剪強度,其彎起鋼筋的數(shù)量要偏大很多,會造成較大的浪費。
4.2.3 建議的計算方法
基于大量的鋼筋混凝土梁的抗剪強度試驗得出結(jié)論:梁的抗剪能力,箍筋和混凝土比斜筋能起到更有效的作用,因此本方法的計算思路是用足箍筋和混凝土的抗剪能力,剩余的剪力才由彎起鋼筋承擔(dān)。先給定一個合理的箍筋間距及面積,再計算所需彎起筋的面積。通過計算,筆者認為這種計算方法是符合實際的。
4.2.4 計算結(jié)果比較
現(xiàn)有的計算軟件對剪力計算的方法是有區(qū)別的。“橋梁綜合計算程序”采用的是基本計算方法;遼寧省交通勘測設(shè)計院的“中小橋涵CAD系統(tǒng)”采用的是第二種(筆者建議的)計算方法。西安方舟計算機有限責(zé)任公司的“橋梁通CAD6”軟件,對這兩種方法都能計算。經(jīng)過計算比較得出:第一種計算方法比第二種方法所用的斜筋多35%~55%,且計算出需要斜筋的截面(位置)也比第二種計算方法要多,會造成較大的浪費,所以建議采用第二種計算方法。
4.3 設(shè)計體會
通過分析計算和設(shè)計實踐,筆者有以下幾點體會:
a)箍筋間距不宜過大,一般以10cm~20cm 為宜,這個間距有利于提高蓋梁的抗裂和抗扭能力,箍筋可用Ⅰ級鋼筋,直徑不宜小于10;
b)彎起筋(斜筋)可以適當(dāng)加強,其對于抵抗扭轉(zhuǎn)內(nèi)力(未計算)是有益的;
c)應(yīng)充分發(fā)揮箍筋與混凝土的作用,合理配置彎起筋;
d)對于箱梁中較寬的蓋梁,還要在橫向上加強設(shè)計,因箱梁的支座較少且反力較大,應(yīng)盡量布置墩臺柱與支座位置相對應(yīng),這樣會大大改善蓋梁的受力,可以采用布置工字鋼等型式解決局部承壓過大的問題。
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蓋梁抱箍 采用兩塊半圓弧型鋼板(板厚 t=16mm)制成, M24的高強螺栓 連接,抱箍高 1734cm,采用 66根高強螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上 產(chǎn)生摩擦力提供上部結(jié)構(gòu)的支承反力, 是主要的支承受力結(jié)構(gòu)。 為了 提高墩柱與抱箍間的摩擦力, 同時對墩柱砼面保護, 在墩柱與抱箍之 間設(shè)一層 2~3mm厚的橡膠墊,縱梁與抱箍之間采用 U型螺栓連接。 一、主要工程材料數(shù)量匯總表 主要工程材料數(shù)量(單個蓋梁需用量考慮) 。 序號 項目及名稱 材料規(guī)格 單位 數(shù)量 備注 一 側(cè)模支撐 1 豎帶 槽鋼 [14b kg 2 栓桿 φ20 kg 兩端帶絲型 3 鋼管斜撐 鋼管φ 48 m 4 螺帽 用于φ 20栓桿 個 5 墊板 0.1×0.1 米 鋼板δ =10mm kg 二 底模支撐 1 橫梁 16#工字鋼 kg 2 三角架 16#工字鋼 kg 3 特制型鋼架 16#工字鋼 kg 4 型鋼架聯(lián)接用
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1 工 程 分 項 開 工 申 請 批 復(fù) 單 (編號: ) A—Ⅰ— 21 項目名稱:靈寶市豫靈鎮(zhèn)姚子頭橋新建項目 施工單位:河南祥鷹市政工程有限公司 開工項目:蓋梁 樁號: 建議開工日期: 計劃完工日期: 此項工程負責(zé)人: 附件: 1、 施工技術(shù)方案報審表 2、 施工放樣報驗單 3、 進廠設(shè)備報驗單 4、 建筑材料報驗單 承包人: 日期: 監(jiān)理員意見: 本工程可以進行: 監(jiān)理工程師: 日期: 由承包商呈報三份,批復(fù)后駐地監(jiān)理辦公室、監(jiān)理代表處各留檔一份,退承包商一份。 2 施 工 技 術(shù) 方 案 報 審 表 (編號: ) A—Ⅰ— 1 項目名稱:靈寶市豫靈鎮(zhèn)姚子頭橋新建項目 施工單位:河南祥鷹市政工程有限公司 致(駐地監(jiān)理工程師) : 現(xiàn)報上 工程技術(shù)、工藝方案, ,請予審查和 批準(zhǔn)。 附件:技術(shù)、工藝方案 承包商 日期 駐地監(jiān)理工程師審查意見: 駐地監(jiān)理工程師 日期 監(jiān)理代表
墩臺蓋梁是橋墩臺蓋梁的施工作業(yè)方式。
蓋梁施工
橋墩臺蓋梁采用托架法現(xiàn)澆,模板采用大塊組合鋼模,利用預(yù)留的孔洞安裝托架縱橫梁,在橫梁上拼裝好底模。然后先綁扎蓋梁鋼筋,經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格,再拼裝兩側(cè)的模板。蓋梁模板可用鋼管撐成纜繩拉將其固定。2100433B
西江日報訊 (記者 楊麗娟 通訊員 趙向明 馬玉龍) 近日,肇慶大橋擴建工程首座蓋梁順利完成澆鑄,這標(biāo)志著該工程橋梁下部結(jié)構(gòu)施工邁出了關(guān)鍵一步,為后續(xù)蓋梁施工積累了數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
記者現(xiàn)場看到,此次 順利澆鑄完成的蓋梁為35#墩蓋梁,位于西江的中心位置。該蓋梁長18.69米、寬2.5米、高2.1米,安裝綁扎鋼筋15.4噸,澆鑄混凝土91.25立方米。為保證蓋梁施工安全、質(zhì)量和美觀,現(xiàn)場技術(shù)人員全程監(jiān)督指導(dǎo),密切關(guān)注澆筑過程中的每個細節(jié),及時解決施工中出現(xiàn)的各種難題,保證了首件工程安全質(zhì)量有序可控。整個施工過程用時4個多小時。
常見的蓋梁多為矩形。為節(jié)省材料根據(jù)橋墩蓋梁的受力特點,橋墩蓋梁也常在懸臂下部切去部分呈變截面狀。在多聯(lián)相連的橋梁中,梁高不等時在伸縮縫位置會出現(xiàn)L形蓋梁,對多孔簡支結(jié)構(gòu),有時會出現(xiàn)倒T形蓋梁。