合理成橋狀態設計方法關注橋梁的總體受力和變形狀態,通過合理的預應力設計,使橋梁達到(dào)合理成橋狀態(包括彎曲狀態、剪切狀態和(hé)應力狀態),以(yǐ)此克服(fú)可(kě)能引起下撓(náo)的多種不確(què)定因素。
按(àn)照合理成橋狀態進行設計是解決長(zhǎng)期下(xià)撓問題的必要條件,但還不是充分條件。為實現合理成橋狀態,還要能夠對各種作用效應進行準確計算,對此(cǐ)有如(rú)下討論:
(1)采取合理的時變作用計算模式
混凝土收縮徐變(biàn)、預應力筋鬆弛、車輛(liàng)活載和環境溫度等因素,對預應力混(hún)凝土梁橋結構狀態可能產生的時效影響和損傷積累。在混凝土的收縮徐變計算上,對大跨度橋梁最好(hǎo)采用兩種以上的模(mó)式,一些特大橋(qiáo)梁還應專門進行收(shōu)縮徐變試驗研究。
在預應力損失方麵,摩阻損(sǔn)失受施工工(gōng)藝影響大(dà);短筋回縮損失大;目前規範對(duì)低鬆弛鋼絞線的鬆弛損失取值很小(xiǎo),我國生產1860MPa級鋼絞線的曆史僅10來年,《預應力(lì)混凝土用鋼絞線(GB/T5224-2003)規範要求的1000h後應力鬆弛率不大於4.5%,但允許用100h以上的測試數據推算1000h的鬆弛率值,筆者以為目前對鋼絞線長期鬆弛損失的認(rèn)識未必全(quán)麵,長期鬆弛(chí)損失的量(liàng)值(zhí)在若(ruò)幹年之後不一定趨於穩定。在車輛(liàng)活載的作用效應方麵,我國現行(háng)公路橋(qiáo)規所給(gěi)的公路(lù)-Ⅱ級和公(gōng)路-Ⅱ級荷載,隻是靜力設(shè)計荷載,還沒有製訂(dìng)疲勞荷載譜,所以談不上如何進行疲勞設計。在溫度影響計算方麵,我國公路橋梁規範采用了豎向梯(tī)度(dù)溫度分布模(mó)式,所規定的溫(wēn)度基數(shù)隻與橋麵鋪裝的類型與厚度有關,與公路(lù)橋梁所(suǒ)處地區無關,與橋梁的(de)走向無關。實際上,對於重要橋梁,特別是曲線梁(liáng)橋,應該多取幾種溫(wēn)度模式(shì)進行計算,對於南北(běi)走向的橋梁,也可(kě)以補充橫向溫度模式,考慮兩側腹(fù)板的溫差影響。
(2)對空間效(xiào)應的附加考慮
箱梁空間效應包括扭轉、畸變和剪滯等。扭轉、畸變效應(yīng)在曲線梁橋中較(jiào)為明顯,剪滯效應在寬體箱梁中較為明顯。
(3)對局部區域的特殊考慮
對(duì)於支座附近區域、橫隔板、預應力錨固塊等(děng)力流紊亂的(de)局(jú)部區域(D區),平截麵假定不再適用(yòng),加上缺乏規範的指導(dǎo),使得憑“經驗(yàn)”設計的(de)D區(qū)常常出現結構性裂縫。這些裂縫雖是局部受力所致,但難(nán)免會影響到梁體的總體受力。可以采用拉壓杆模型方(fāng)法,進行這些局(jú)部區(qū)域的構造和配筋設計。
(4)通過(guò)合理選擇截(jié)麵尺(chǐ)寸(cùn),控製最大壓應力水平
在運用本章方法對一些(xiē)大跨度(dù)橋梁進行設計檢驗時,有時會(huì)發現很多橋梁不能夠滿足合(hé)理成(chéng)橋特傑,如果增加預應力用量,根(gēn)部截麵的壓應力水平就會超限,這說明其(qí)截麵尺寸偏小。同時,偏小的截麵尺(chǐ)寸也會妨礙增(zēng)加布束數量。研究表明,通過合理的截麵尺寸設計,既可(kě)以滿足合理成橋狀態(tài),又能使最大壓應力滿足規範要求的限製(zhì)。
(5)采用體內一體外混合配束設計
考慮到預(yù)應力(lì)損失存(cún)在著(zhe)很大的(de)不確定性,故建議采(cǎi)用體內一體(tǐ)外混合配束的設計(jì)方(fāng)式,用體外束補(bǔ)償預應力長期損失過大(dà)的問題。對於大跨度橋梁,應優先采用通長布置的體外束,通(tōng)過對體外(wài)束的(de)後(hòu)期張拉來調整內力和應(yīng)力狀態,從而抑製可能產生的(de)持續下撓變形。
(6)采用節段預製拚裝橋梁
對於(yú)采用懸澆施工的大跨度梁橋,由於掛(guà)籃施工時(shí)養護條件差、加載齡期短,因而混凝土結(jié)構的(de)時效變形與早期損傷均比(bǐ)節段預製拚裝橋梁更為不利,因此(cǐ)預(yù)製(zhì)拚裝技術值得重視與推廣。
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