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预制装配式空心板在公路桥梁中的应用及其优缺点分析核心提示:在我国的公路桥梁建设项目中,预制装配式空心板应用时间最早,因其构造简单,受力明确,施工方便,工艺成熟等优点,在公路工程建设项目中得到广泛使用。在我国的公路桥梁建设项目中,预制装配式空心板应用时间最早,因其构造简单,受力明确,施工方便,工艺成熟等优点,在公路工程建设项目中得到广泛使用。1、国内预制装配式空心板的应用目前,在我国公路桥梁中应用最广、所占比例最大的结构是预制装配式混凝土梁,占公路桥梁总量的75%以上。常见的预制结构型式主要有空心板(含实心板,下同、小箱梁、T梁三大类,其中空心板应用时间最早,施工简便,工艺成熟,广泛适用于6~20m跨径的桥梁。空心板常采用多片板式结构,梁高相对较矮,中间设空腔以减轻自重,横桥向采用铰缝连接,板顶设现浇整体化层。空心板根据跨径和主受力钢筋类型分为钢筋混凝土板和预应力混凝土板两种,其中预应力混凝土板根据钢束张拉工艺又分为先张法和后张法。目前高速公路桥梁中采用较普遍的空心板,底板宽主要有0.99m、1.24m、1.59m等几种。为减轻结构自重设计的内腔,对13m及以下跨径一般采用橡胶气囊芯模或预埋管成型,对16m及以上跨径一般采用钢内模成型。空心板适用跨径较小,造价较为便宜;当跨径较大时,因其上部构造采用密布结构,材料用量增大,下部结构及基础的材料用量也相应增大,造成上下部结构总造价增大。故空心板主要用于墩高15m以下的桥梁。另外,因其梁高较矮,也经常用在桥下净高受限的桥位。2、预制装配式空心板的优点分析空心板与同为预制结构的小箱梁、T梁相比,具有以下优势和特点:(1梁高相对较小,可降低路基填土高度,节约工程造价,尤其是净高受限处尤为明显;(2板与板之间紧靠布置,外形整齐,景观效果较好;(3受力机理明确,构造和配束简单,特别是先张法空心板构件;(4施工工艺成熟,可工厂化集中预制,节约造价,施工质量也易于保证;(5梁板尺寸较小,重量相对较轻,便于运输和安装;(6对不同斜度的桥梁适应性较好。由于预制装配式空心板具有以上特点,相应的理论与技术也比较成熟,故该结构在公路桥梁工程中得到了广泛应用。3、国内预制装配式空心板的存在问题建国后,我国在公路项目中建成了无数座的空心板桥,对公路交通事业做出了重要贡献。但通过近年来已建工程项目的反馈,空心板在施工期间和运营期间存在一些问题,也产生了不少病害。主要病害如下:(1底板纵向裂缝,多条,纵向分段分布或纵向贯通,尤其在先张法空心板中较为普遍。(2底板横向裂缝,一般出现在跨中附近,密布。(3腹板斜裂缝,一般表现为支点附近的腹板斜裂缝,也有分布均匀并延伸到顶底板的环向斜裂缝。(4顶板、腹板偏薄,开裂、露筋、局部压碎。(5铰缝处开裂,嵌缝砂浆脱落,铰缝与预制梁接触面开裂、破损、渗水、桥面纵向开裂等现象。(6支座局压、挤出或脱空,相邻支座被压坏,梁板受扭矩作用产生铰缝处撕裂、结构环向斜裂缝、单板受力等系列病害。这些病害比较普遍,可能与当时的设计规范(包括新旧规范的更新、设计理念、施工工艺与质量、各地区的自然条件与材料差异、汽车超载等因素有关。不同空心板桥梁的病害既不完全相同,又有其共性,但通过分析可知很多空心板病害产生都与支座不均匀受力相关。而传统的四支座支承体系,受自身特点和施工误差影响,难以保证四个支座都均匀受力,同时受汽车冲击振动影响,加剧支座脱空,引起梁板受扭开裂、铰缝破坏、单板受力等一系列病害。4、预制装配式空心板桥梁病害的防治随着我国公路交通事业的日益繁忙和已通车项目的反馈,空心板在使用阶段出现的病害也不断增多,再加上空心板在我国公路桥梁中所占的巨大比例,因此有必要提高对这些病害的重视。通过研究和分析,本文提出以下的防治措施与建议。(1常规措施上述部分病害通过加厚构造尺寸、加强配筋,严格控制施工质量,加强运营期的管养等措施可避免;(2三支座支承体系通过分析可知很多病害都与空心板支座脱空相关,而传统的四支座支承体系,受自身特点和施工误差影响,难以保证四个支座都均匀受力,同时受汽车冲击振动影响,加剧支座脱空,引起梁板受扭开裂、铰缝破坏、单板受力等一系列病害。因此可以将空心板的四支座支承体系改为三支座支承体系,力求解决空心板的支座脱空问题,保证空心板的整体均匀受力。资料和研究证明,三支座空心板能够解决四支座空心板因某个支座脱空而产生铰缝处桥面开裂或压碎的病害,而且板的扭转稳定,横向受弯、纵向受弯,局部受压等方面都能满足施工技术及工程质量要求,再加上三支座支承体系单双支座错开布置,可以用一般分析方法和程序来计算横向分布及纵向受弯的应力、应变状况,操作简易。