植入式桥面连续构造



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1、o 2008年底,我国已建桥梁59.46万座,年增1.5万座664公里桥梁。o 2008年底,浙江省国省道共有桥梁8396座,计91.96万米。o 已建成的桥梁中以上是简支梁桥。o 桥面连续是简支梁桥的重要构造措施,对桥梁受力性能和使用性能改善、减低桥梁维护费用、确保道路交通的畅通具有重要意义。:多孔简支梁用桥面铺装层将接头连接成为一体,省去相邻跨桥梁之间的伸缩缝。:在不改变简支桥梁受力条件下为车辆提供连续、平稳的行车道。:我国自20世纪70年代问世以来,受到工程界广泛欢迎,应用普遍。 o 根据浙江省8条高速公路2750座桥梁初步调查,有170座桥梁存在明显桥面连续破损病害;o 根据金丽温高速
2、公路金丽段和温州西过境段的详细调查,在被调查的298座桥梁中有134座桥梁在桥面连续部位开裂,占被调查桥梁数的45.0%,开裂的桥面连续数量共417条,占病害桥梁桥面连续1858条的22.4%,为全部4132条桥面连续的10.1%。o 浙江省70%以上桥梁都存在盖梁、台帽水侵害。 o 影响行车舒适性和增大车轮冲击作用,o 导致桥墩水侵蚀,影响下部结构的耐久性,此处增加照片o 提高养护成本、对交通正常通行影响大。o 在总结传统桥面连续结构存在的问题基础上,提出新型桥面连续结构,避免桥面连续部位开裂,确保行车安全性和舒适性,解决因桥面连续部位开裂引起的桥墩、盖梁水侵害问题,提高公路桥梁的使用寿命。
3、梁体梁体梁体梁体桥面连续构造桥面连续构造两端切缝型桥面连续受力变形温差效应车辆荷载 英国:ECC桥面连续构造 日本:CFRP的桥面连续构造 混凝土梁体混凝土梁体80200195305020200195208080213&4671030截面图1- 植入式桥面连续装置 2- 植入式桥面连续装置(8mm钢筋)3- 桥面铺装钢筋网10mm,间距1010cm 4- 加密钢筋10mm5- 辅助钢筋10mm6- 混凝土铺装层 55混凝土沥青混凝土考虑以下考虑以下5种工况种工况:1)简支梁在整体温度变化下引起的收缩或伸长。所产生的应力计为w。2)汽车制动力引起的桥面连续部位拉、压应力。所产生的应力计为z。3)
4、车道荷载满布相邻两跨时引起的下挠转角效应,转角变形将使连续部位产生上缘受拉下缘受压的弯曲应力。所产生的应力计为q。4)梯度温度作用中的正温差将引起梁端上挠转角效应,导致上缘受压、下缘受拉;反温差效应正好与之相反。所产生的应力计为t。5)车轮荷载作用在桥面连续处引起的局部受力效应。所产生的应力计为j。) w=83.48kN/(0.062*1)=1346.5kPa=1.35Mpa z =282.910-3/13/0.08=0.27MPa j:上缘应力为0.6MPa,下缘应力为-1.2MPa T+T-T+T-) 工况一:满布公路一级车道荷载引起梁端转角Pk=240kNQk=10.5kN/mT+T-T
5、+T-常用型式简支梁在公路I级车道荷载作用下的最大梁端转角序号类别跨径(m) 桥宽(m)梁高(cm)梁宽(cm)横向分配系数 转角(弧度)1空心板1013451250.32241.9310-321313601250.30261.4810-331613801250.28581.0710-342013901250.22901.2810-35小箱梁2513140024000.61401.1210-36T梁5013260023850.64801.7410-3汽车荷载作用下桥面连续构造应力(单位:MPa) 部 位一跨作用qk +Pk,邻跨作用qk一跨作用qk,邻跨作用qk刚接板式ECS刚接板式ECS上
6、缘-11.4 -6.2-5.2-1.4 下 缘21.0 7.19.6 1.5 部 位正温差作用反温差作用刚接板式ECS刚接板式ECS上 缘15.94.4-8.0-2.2下 缘-29.2-4.714.82.4梯度温度作用下桥面连续构造应力(单位:MPa) 结论:钢筋直径为8mm;橡胶厚度1316mm、宽度430mm :三种方案,A、C为ECS式,两者之间的构造细节不同,D为传统形式:完全模拟实际构造,并考虑板梁的支座变形影响:根据实际使用材料设定参数o 两跨20m跨度单片板梁为计算对象o 计算模型的细部桥面连续部 工况考虑的荷载备 注1车道荷载按公路-I级取值2温度正梯度按公路规范铺装8cm厚沥
7、青混凝土3温度负梯度按公路规范铺装8cm厚沥青混凝土4整体升降温305局部车轮荷载施加重车的轮荷载6制动力工况按公路规范设定781)最大主拉应力减小2)应力分布均匀最大主拉应力11.52MPa 最大主拉应力12.93MPa最大主拉应力16.23MPa 1)最大主压应力减小2)应力分布均匀最大主压应力6.649MPa 最大主压应力6.568MPa最大主压应力26.91MPa 1)最大主拉应力减小2)应力分布均匀 最大主拉应力8.019MPa 最大主拉应力7.853MPa 最大主拉应力25.800MPa1)最大主压应力减小2)应力分布均匀 最大主压应力5.443MPa 最大主压应力8.352 MP