文
責(zé)任編輯/趙曉夏 美術(shù)編輯/李儀靈
寧夏S60西會(huì)高速公路爛泥河大橋
公路交通基礎(chǔ)設(shè)施作為人員和物資流動(dòng)往來的通道,不僅承載著自身的重量,還要承受超大型、超重的車輛荷載,同時(shí)在設(shè)計(jì)使用時(shí)還要兼顧環(huán)境資源的保護(hù)。在各條公路上除了很多特大橋梁以外,也串聯(lián)著數(shù)量龐大的中小跨徑橋梁。由于公路作用等級(jí)提高和交通量增大,往往會(huì)造成已建成運(yùn)營的中小跨徑橋梁的永久損害,縮短正常使用壽命,降低使用安全性能,提高養(yǎng)護(hù)維修成本。
面對(duì)當(dāng)前交通現(xiàn)狀,越來越多現(xiàn)役中小跨徑橋梁需要通過維修加固或改擴(kuò)建等方式提升結(jié)構(gòu)性能。新需求刺激了新發(fā)展,交通承載性能的提升給大量中小跨徑橋梁結(jié)構(gòu)的研究及發(fā)展應(yīng)用注入了新的活力,需要提出符合性能提升的新型橋梁結(jié)構(gòu),新矮T梁的應(yīng)用正逢寧夏公路發(fā)展的新時(shí)機(jī)。
公路橋梁建設(shè)中,無翼緣圓形空心截面梁(空心板梁)具有快速化預(yù)制、標(biāo)準(zhǔn)化施工、截面高度小、可降低路基高度、節(jié)省工程造價(jià)等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用。尤其是在跨徑處于10米到20米之間的中小橋梁建設(shè)中,無翼緣圓形空心截面梁被比較廣泛地使用。然而,無翼緣圓形空心截面梁在復(fù)雜的車輛作用環(huán)境下產(chǎn)生了大量的病害,包括鉸縫間混凝土的脫落與嚴(yán)重破壞、梁體錯(cuò)位、混凝土易裂縫、梁體整體性能嚴(yán)重降低,單向板受力,嚴(yán)重威脅無翼緣圓形空心截面梁的安全性和耐久性。
此外,雖然無翼緣圓形空心截面梁易預(yù)制,但梁截面空腔內(nèi)部質(zhì)量無法保證,預(yù)制時(shí)易導(dǎo)致頂?shù)装甯叨入S意變化,應(yīng)力分布不均,裂縫頻繁發(fā)生。
寧夏自治區(qū)中小橋梁典型病害調(diào)查
中小橋梁不同種類典型病害比例
新矮T梁
寧夏公路勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司李偉群等調(diào)查統(tǒng)計(jì)了寧夏區(qū)域內(nèi)G6、G20、G2012、G1816等高速公路,國道110線、109線、211線、307線,省道11線、12線、19線、101線、203線、303線、304線、304線(新),縣道307線、323線,太陽山連線、葉盛連接線、利紅路,總計(jì)21條線路上的橋梁情況,調(diào)查對(duì)象主要為營運(yùn)5年以上(2013年6月1日前通車)的高速公路和一級(jí)公路的中小橋梁,涉及高速公路4條(段),總里程1171公里,橋梁2750座,其中無病害橋梁1798座,占總數(shù)的65%,有病害橋梁952座,占總數(shù)的35%。李偉群等繼而分析了寧夏地區(qū)的自然環(huán)境、交通狀況、橋梁類型、病害情況等,并結(jié)合無翼緣圓形空心截面梁的優(yōu)、缺點(diǎn),基于無翼緣圓形空心截面梁難以克服的病害,提出了裝配式預(yù)應(yīng)力矮T梁的結(jié)構(gòu),并結(jié)合其他地區(qū)矮T梁的應(yīng)用情況,為寧夏地區(qū)病害較為嚴(yán)重的無翼緣圓形空心截面梁的維修更換提供了充分的設(shè)計(jì)方法。
針對(duì)寧夏龐大的無翼緣圓形空心截面梁數(shù)量,且出現(xiàn)的嚴(yán)重病害問題,各設(shè)計(jì)與科研單位積極采取一定的維修與改造措施,改變無翼緣圓形空心截面梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),以期延長其使用壽命,但仍無法從根本上解決它的病害問題。而且該類病害在運(yùn)營過程中日漸突出,已經(jīng)影響橋梁結(jié)構(gòu)安全,超出了常規(guī)的維修,養(yǎng)護(hù)已無法滿足要求。新矮T梁具有高度低、截面規(guī)整、易于預(yù)制、運(yùn)輸和安裝、耐久性好等鮮明優(yōu)點(diǎn),用以替換現(xiàn)有病害較為嚴(yán)重的無翼緣圓形空心截面梁,具有良好的使用效果。
由于現(xiàn)有空心板橋梁的病害問題較為突出,且小跨徑空心板橋梁的存量巨大、病害問題嚴(yán)重等現(xiàn)狀,被動(dòng)式修補(bǔ)已難以滿足要求,因此需要開發(fā)研究出經(jīng)濟(jì)、合理、使用性能優(yōu)異的新型新矮T梁結(jié)構(gòu),并用于對(duì)現(xiàn)有病害嚴(yán)重的空心板梁的更換尤其重要。由于新矮T梁降低了梁高,可以有效降低橋梁的建筑高度,減少土石的填方量,在節(jié)約資源、減少建設(shè)用地、節(jié)約工程造價(jià)等方面,新矮T梁的意義重大。
新矮T梁的研究開發(fā),以及相關(guān)通用圖的開發(fā)繪制,意義重大。成熟的新矮T梁技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及退關(guān),不僅可以為空心板梁的更換提供合理的方案,更可以為城市立交或其他受凈空要求的工程項(xiàng)目提供合適的建設(shè)方案。
新矮T梁除了在保證基本結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的基礎(chǔ)上有較低的截面高度的優(yōu)勢外,在一些不受凈空限制的一般橋梁建設(shè)中,也具有節(jié)約施工時(shí)間,加快施工進(jìn)度,降低施工成本,施工條件技術(shù)成熟穩(wěn)定等優(yōu)勢,因此,可以為橋梁設(shè)計(jì)工作者提供一種新的選擇方案。城市道路及分離式立交等,一般都對(duì)橋梁的凈空有一定的要求,截面高度較高的橋梁結(jié)構(gòu)形式難以滿足城市道路及分離式立交的需求。新矮T梁較低的截面高度,可以很好地滿足城市、立交等對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)形式的需求,在城市交通的建設(shè)中具有良好的適用性。
同時(shí),在調(diào)研其他省份新矮T梁過程中發(fā)現(xiàn),大部分省份都沒有頒布新矮T梁的通用圖,不能給予橋梁設(shè)計(jì)工作者一個(gè)較為合理的參考,很大程度上限制了新矮T梁的推廣和應(yīng)用。在對(duì)某些已頒布的新矮T梁通用圖的研究中發(fā)現(xiàn),通用圖所選用的荷載等級(jí),已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段實(shí)際交通的荷載情況,有必要調(diào)整通用圖的荷載等級(jí)。此外,各地區(qū)對(duì)設(shè)計(jì)的要求不盡相同,基本是依據(jù)當(dāng)?shù)氐慕煌ㄐ枨蠖O(shè)計(jì),具有濃重的地域特色,因此,直接套用其他省份的通用圖很難完全適合當(dāng)?shù)氐慕煌顩r。所以,開發(fā)一套適用于寧夏的新矮T梁通用圖非常必要。