壓梁構(gòu)造簡介

在煤層井巷開拓時，經(jīng)常會遇到煤層頂板呈三角形或槽形鑲嵌入煤層的現(xiàn)象，俗稱壓梁構(gòu)造。

在煤層井巷開拓時，經(jīng)常會遇到煤層頂板呈三角形或槽形鑲嵌入煤層的現(xiàn)象，俗稱壓梁構(gòu)造。

表現(xiàn)為煤層與鑲嵌頂板間有一定距離的連續(xù)偽頂存在，未遭受成煤期后的破壞，并有脈狀煤脈嵌入到鑲嵌頂板中。

形成原因主要為成巖（煤）過程差異壓實作用形成。它與煤層頂板因局部沖刷形成的槽形鑲嵌主要區(qū)別在于煤層與鑲嵌頂板間沒有連續(xù)偽頂及沒有煤脈侵入頂板現(xiàn)象，頂板砂巖內(nèi)含有煤屑現(xiàn)象。

1 連續(xù)箱梁

1.1 等截面箱梁 在我國預(yù)應(yīng)力混凝土混凝土連續(xù)梁中最多采用的是等截面和變截面箱梁。等截面連續(xù)梁主要適用以下情形：

（1） 跨徑一般為40~60m（國外也有達(dá)到80m跨徑），構(gòu)造簡單，施工快 捷。

（2） 立面布置以等跨徑為宜，也可以不等跨布置，邊跨與中跨之比不小于 0.6，高跨比一般為1/15~1/25. （3） 適應(yīng)于支架施工、逐跨架設(shè)施工、移動模架施工及頂推施工。

1.2 變截面箱梁 變截面箱梁主要適用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、梁底立面曲線可采用圓弧線、二次拋物線及折線等。為滿足梁內(nèi)各截面受力要求，可將截面的底板、頂板和腹板改變厚度。在孔徑布置方面，邊孔與中孔跨徑之比一般為0.5~0.8，當(dāng)邊跨與中跨之比小于0.3時，邊孔橋臺支座要做成拉壓式，以承受負(fù)反力。結(jié)合實例，分析發(fā)現(xiàn)邊跨與中跨之比在0.5~0.54時，在過渡墩墩頂支座仍然留有足夠的正壓力，而不出現(xiàn)負(fù)反力，當(dāng)小于0.3時，梁端受力接近固定端。 變截面箱梁的梁高與最大跨徑之比，跨中截面一般為1/30~1/50，支點截面可選用1/15~1/20. 另外一個資料關(guān)于高跨比：

（1） 跨中截面：h中=（1/30~1/50）L

（2） 支點截面：h支=（1/16~1/25）L （3） h中/h支：2.0~3.0

1.2.1 橫斷面形式 箱室數(shù)目與箱梁寬關(guān)系：

單箱單室：<18m

雙箱單室：20m左右

單箱雙室：25m左右分離式雙箱：>25m

一般等高度箱梁可以采用直腹板或斜腹板，變高度箱梁宜采用直腹板。

1.2.2 底板 底板厚度隨負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至根部，根部厚度一般為根部梁高的1/10~1/12，以符合施工和運營階段的受壓要求，并在破壞階段使中性軸盡量保持在底板以內(nèi)?？缰械装搴穸纫话銥?0~25cm，以滿足跨中正彎矩變化及板內(nèi)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的要求。

1.2.3 頂板厚度 頂板厚度要滿足：橫向彎矩的要求；布置縱橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋得要求。

懸臂板的長度是調(diào)節(jié)頂板內(nèi)彎矩的重要因素，一般可取腹板間距之半，當(dāng)配置橫向預(yù)應(yīng)力時應(yīng)盡量外伸。 頂板的懸臂長度3~5m，其根部厚度60~70cm，端部厚度15~20cm。如果箱梁布置橫向預(yù)應(yīng)力，其端部厚度會有限制。橫向預(yù)應(yīng)力一般采用扁錨固，扁錨的最大型號為15-5，其錨固中點距混凝土邊緣的最小距離為9cm。 1.2.4 腹板厚度 腹板主要承受截面剪力和主拉應(yīng)力。在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋中，彎束對荷載剪力的抵消使得梁內(nèi)剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力較小。在變高連續(xù)梁橋中，截面高度變化也可減少主應(yīng)力值。因此，除上述受力因素外，考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋布置及混凝土澆筑的箱梁腹板最小厚度一般為：腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力束管道時采用20cm，有時采用23~30cm；有預(yù)應(yīng)力錨固是采用35cm。在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，腹板跨度宜從跨中向支點逐漸加寬，以承受支點處較大的剪力，一般采用30~80cm，也有達(dá)到1m左右。

1.2.5 橫隔板 橫隔梁的主要作用是增加截面的橫向剛度，限制畸變應(yīng)力。對于單箱單室截面，趨勢是不設(shè)中橫梁。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋

連續(xù)剛構(gòu)橋一般用在長大跨徑、高墩橋梁上，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點是中間橋墩采用墩梁固結(jié)，下部結(jié)構(gòu)一般采用柔性橋墩，以減少因主梁的預(yù)應(yīng)力張拉、溫度變化、混凝土收縮、徐變等作用引起的變形受到橋墩約束后產(chǎn)生的次內(nèi)力。 連續(xù)剛構(gòu)橋在橋墩抗彎剛度較小時其工作狀態(tài)接近于連續(xù)梁橋。與連續(xù)梁橋相比較，它在采用懸臂法施工時和使用階段，墩頂與梁一直保持固結(jié)狀態(tài)。連續(xù)剛構(gòu)橋的主要優(yōu)點在于可以減少大型橋梁支座和養(yǎng)護(hù)上的麻煩，減少橋墩及基礎(chǔ)工程的材料用量。 以下內(nèi)容主要介紹中、大跨徑橋梁中常用的連續(xù)剛構(gòu)橋的力學(xué)特點、適用范圍以及構(gòu)造上的一些特點。

2.1 力學(xué)特點及適用范圍

在受力方面，上部結(jié)構(gòu)仍為連續(xù)梁特點，但必須計入由于橋墩受力及混凝土收縮、徐變、溫度變化引起的彈塑性變形對上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。橋墩因需有一定柔度，所受彎矩有所減少，但在墩梁結(jié)合處仍有剛架受力性質(zhì)。 由于橋墩參與工作，連續(xù)剛構(gòu)橋與連續(xù)梁橋的工作狀態(tài)有一定區(qū)別, 連續(xù)剛構(gòu)橋由活載引起的跨中區(qū)域正彎矩比同跨徑連續(xù)梁橋的小。當(dāng)墩高達(dá)到一定高度后，兩者上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力相差不大。對三跨連續(xù)剛構(gòu)與三跨連續(xù)梁上部結(jié)構(gòu)的彎矩進(jìn)行比較可知：兩者梁根部的恒載、活載彎矩基本一致；橋墩高40m時，兩者梁跨中恒載、活載彎矩相差小于10%；連續(xù)剛構(gòu)橋墩根部恒載、活載彎矩隨著橋墩加高而減小，但墩高達(dá)到40m以上時減小的速率很??；連續(xù)剛構(gòu)梁體內(nèi)的恒載、活載軸向拉力隨著橋墩加高而減小，但墩高達(dá)到30m以上時減小的速率很小。

當(dāng)設(shè)計跨度超過100m時，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋可作為連續(xù)橋梁的比選方案。

2.2 孔徑布置

國內(nèi)外已建成的連續(xù)剛構(gòu)橋，邊跨與中跨的跨徑比值在0.5～0.692之間。大部分比值在0.54～0.56之間，比變截面連續(xù)梁橋的比值范圍0.6～0.8要小。 理論研究分析證明，由于墩梁固結(jié)，邊跨的長短對中跨恒載彎矩調(diào)整的影響很小，而邊、主跨徑之比在0.54～0.56時，不僅可以使中墩內(nèi)基本沒有恒載偏心彎矩，而且可以在邊跨懸臂端用導(dǎo)梁支承于邊墩上，進(jìn)行邊跨合攏，從而取消落地支架，施工也十分方便。

2.3 主梁截面尺寸

連續(xù)剛構(gòu)橋主梁截面形式主要采用箱形斷面，斷面尺寸的擬定與連續(xù)梁基本相同。由于連續(xù)剛構(gòu)橋墩梁連結(jié)，跨中活載彎矩比同跨徑連續(xù)梁橋的小，因此跨中梁高略小于連續(xù)梁橋。對于等截面梁，根據(jù)施工實際的統(tǒng)計，主梁高與最大跨徑的關(guān)系： max0.0520.202() hlm?? 近年來連續(xù)剛構(gòu)多采用單箱單室主梁配以大懸臂，箱寬8～9m，橋面寬15～18m，寬橋可用分離式單箱。頂板厚0.25～0.28m，底板跨中厚0.25～0.30m，腹板跨中厚度0.5m左右，底板和腹板的根部厚度選擇與連續(xù)梁亦基本相同。

構(gòu)造超壓（tectonic overpressure）是由應(yīng)力的垂直分力所產(chǎn)生的超負(fù)荷壓力。因為它是由構(gòu)造應(yīng)力所產(chǎn)生的附加壓力，故稱為構(gòu)造超壓。它和負(fù)荷壓力的性質(zhì)相似，有時可達(dá)0.2～0 .3 吉帕。一般認(rèn)為構(gòu)造超壓只在地殼淺部，巖石保持剛性狀態(tài)，且應(yīng)變迅速時才具有實際意義。在地殼深部，由于溫度較高和負(fù)荷壓力較大，巖石具有一定的塑性，應(yīng)力可通過巖石的塑性變形而釋放，因此不能起附加壓力的作用。2100433B