温启明
新疆生产建设兵团第十师交通运输服务中心 836099
摘要:在实际工程设计中,诱发桥梁水毁的因素存在诸多不确定性和多因素耦合作用的共性问题,难以采用单一确定性分析方法对桥梁抗水毁稳定性做出准确评价。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对公路桥梁施工中临时结构强度与稳定性分析提出了一些建议,仅供参考。
关键词:公路桥梁施工;临时结构强度;稳定性
引言
桥梁是交通路线的重要组成部分,其对地形具有极强的适应性、较大的跨越能力、简易的养护方式、较强的抗震能力等特点。但是,在施工过程中,由于桥梁属于悬空设施,因此应设置临时结构辅助桥梁施工,需要公路桥梁施工中临时结构具有较强的强度和稳定性。为此,提出公路桥梁施工中临时结构强度与稳定性分析这一课题。
1桥梁横向倾覆失效的机理
桥梁设计重视竖向平面内抗弯和抗剪性能设计,经常忽视桥梁横向稳定性问题,使得桥梁设计出现构造不合理。受桥梁本身构造不合理的内在因素影响,若桥梁长期受到极端荷载的作用,则会使桥梁发生横向转动。桥梁抗倾覆设计重点为桥梁是否为独柱墩型设计,以及端支座的位置设计。对于独柱墩桥梁而言,桥梁横向支撑位置设计不当,主要表现为桥梁桥面宽度过大造成横向倾覆失效。如,曲线桥梁受弯扭耦合效应的作用,内侧支座容易出现脱空,导致桥梁横向倾覆;直线桥梁最外侧支座连线即为桥梁横向倾覆轴,当最外侧支座位置设计不合理时,则会影响桥梁抗倾覆的稳定性。
2分析桥梁临时结构稳定性
基于桥梁临时结构模型,上一章节中确定的模型荷载和应力,确定稳定系数值,验算桥梁临时结构稳定性。在验算的过程中,当桥梁临时结构模型处于失稳前的小变形状态时,可以不考虑桥梁临时结构模型的非线性结构,但是在桥梁施工过程中,会产生位移和内力的叠加效应。因此,在采用此次设计的桥梁临时结构模型,验算桥梁临时结构稳定性时,需要计入位移和内力的叠加效应。此时,验算桥梁临时结构稳定性,需要求取桥梁临时结构的极限承载力和稳定安全系数。
3桥梁检查技术要点分析
3.1桥面系检查
在桥面系检查过程中,主要是检查桥面的人行道与安全护栏,对其存在异常与否进行确认,异常主要是指破损、松动、开裂等情况。而在此基础上,就需要对桥面道路存在破坏、病害与否进行检查,对桥面的防排水系统正常与否进行检查,对桥头部位存在跳车与否进行检查,对台背填土合格与否进行检查,对路面下沉与否进行检查,对桥面伸缩缝完整与否进行检查,对照明和安全标志齐全与否进行检查。
3.2上部结构检查
混凝土梁式桥的上部结构检查(1)主要检查混凝土梁式桥的梁端头以及底面损坏状况。(2)混凝土是否存在裂缝、龟裂、风化、剥落、露筋、渗水、钢筋锈蚀等现象。混凝土表面碳化程度。混凝土材质的强度及保护层厚度检测。梁体跨中挠度有无明显异常现象。(3)装配式梁桥的联合部位的缺损状况是否完好,其中特别需注意组合梁的桥面板、梁以及预制桥面板间的结合处混凝土是否存在开裂、渗水现象。拱式桥的上部结构检查(1)主拱圈内拱板、拱肋有无开裂状况。空腹拱结构中的小拱是否存在变形、开裂、错位等情况。立墙或立柱是否发生倾斜、开裂现象。(2)横梁、横系梁底混凝土是否存在开裂、渗水情况,吊杆锚固处是否存在锈蚀现象,外罩有无裂纹情况,锚头夹片有无出现滑移情况。(3)拱结构的侧墙和主拱圈之间是否脱落,侧墙是否存有鼓突变形、开裂现象,实腹拱拱上填料是否存在沉陷。
(4)薄壳拱桥体的横、纵、斜向有无产生裂缝情况,系杆有无出现开裂现象。(5)系杆拱中系杆是否产生开裂现象,无混凝土包裹的系杆有无出现锈蚀情况。2.2.3支座的上部结构检查(1)活动支座的灵活程度与固定支座的锚销是否完好,实际位移量是否正常。(2)简易支座内油毡是否出现老化、破裂、失效等状况。(3)橡胶支座有无出现老化、开裂现象,是否存有明显的剪切、压缩变形,各夹层钢板间的橡胶层外凸的均匀程度是否完好。(4)盆式橡胶支座内钢盆外露部分有无锈蚀现象,固定螺栓是否剪断,螺母有无松动,防尘罩是否完好。(5)鞘板或鞘钉是否完好以及固定支座的锚栓锚固紧与否。
3.2下部结构检查
一是加强墩台缺陷与问题的检查,对各类缺陷在总面积的占比进行确定;二是对存在的裂缝进行检查,对于存在的裂缝,应对裂缝的类型和走向进行确定;三是对表面存在风化情况与否进行检查,掌握混凝土剥落的情况,钢筋外露与锈蚀与否进行检查;四是对基础下沉与否进行检查,并结合下沉的情况,对其存在滑动与倾斜与否进行检查,对基础存在局部冲蚀与否、桩顶磨损与否等进行检查。
3.3结构尺寸的检测
在做好上述检测工作外,在检测各种中,还要切实注重结构尺寸的测量,以确保桥梁跨径、宽度和承重构件的截面尺寸等符合设计标准。在测量桥梁主体的几何尺寸时,应对其施工图纸进行研究,并掌握其基本设计情况,再对桥梁高度和平面以等因素开展全面测量,尽可能地确保桥梁主体结构尺寸检测的合规性得到有效的保障。
4桥梁稳定性设计体会
桥梁结构抗倾覆设计中,应当对相关尺寸进行初步拟定,如桥墩横向宽度,需要重点考虑的因素包括桥宽与墩宽的协调性、箱梁横向抗倾覆稳定性等。具体拟定的过程中,充分考虑对横向抗倾覆不利的汽车荷载工况,进行有限元计算,分别计算出恒荷载作用下的稳定效应和汽车荷载作用下失稳效应,得到能够满足横向抗倾覆稳定系数超过2.5的横向支点的最小间距,在此基础上,以支座的布设空间为前提条件,对桥墩的最小横向宽度进行合理确定。对于桥梁结构而言,影响抗倾覆和各个支点反力的主要因素为支点本身的横向间隔距离。通过本次抗倾覆设计,在计算中发现,每个支点只会对自身的反力产生较大的影响,但却并不会影响到其它的支点反力。鉴于此,在公路桥梁抗倾覆设计中,可以采用以下墩柱形式来拉开各个支点之间的横向距离:T型墩柱、Y型墩柱、门式墩以及双柱墩等。通常情况下,箱梁内侧与外侧的反力应当保持均匀一致,但是曲线半径会对箱梁反力产生一定的影响,从而导致内外侧的反力不均匀,由此会增大箱梁向外弧侧倾覆的可能性。因此,支点应当向外侧设置偏心,以反力均衡作为原则,在充分考虑偏心弯矩的基础上,对预应力钢束进行合理布设。在桥梁结构中,盆式支座具有横向约束作用。因此,在抗倾覆设计计算时,应充分考虑支座允许的横向变形(正常为3.0-4.0mm),通过对这个位移的合理释放,能够减少横向反力。
结束语
综上所述,此次分析公路桥梁施工中临时结构强度与稳定性,采用建立桥梁临时结构模型的方式,分析桥梁在施工过程中放置的临时结构强度和稳定性。但此次分析公路桥梁施工中临时结构强度与稳定性,未曾考虑在施工过程中施工方式的不同,对桥梁临时结构稳定性和强度的影响。因此,在今后的研究中,还需深入分析桥梁施工过程中的施工方式对桥梁强度和稳定性的影响,进一步分析公路桥梁施工中临时结构强度与稳定性。
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