板式橋梁空心板橋的設計

王鵬

摘 要：預應力混凝土空心板橋在橋梁施工中非常常見，對預應力混凝土空心板橋的應用情況進行分析，可以更好的進行預應力混凝土空心板的設計工作，同時對設計中出現的問題也能更好的解決。

關鍵詞：預應力混凝土；空心板橋；設計

板式橋梁在橋梁結構型式中是非常常用的，主要是因為它的結構非常的簡單，同時受力也是非常好的。板式橋梁的結構在生產的時候，更加方便，同時在質量和成本上也可以很好地控制。在進行板式橋梁結構生產的時候可以根據結構的不同要求進行不同形式的端面生產，這也是板式橋梁結構可以在公路橋梁施工中得到廣泛應用的原因。

1 預應力混凝土空心板橋的應用現狀

1.1 結構形式方面的現狀

在我國的公路橋梁工程中，橋梁的高度要受到一定的限制，在這種情況下，應用空心板橋進行施工就非常方便。在橋梁工程施工中，空心板橋一般都應用在彎、坡和斜橋的施工中。

1.2 施工工藝方面的現狀

在橋梁工程施工中，采用板橋進行施工有很多的優點，板橋的施工工期短，而且在施工中，施工的工序非常簡單，同時板橋在進行加工的時候使用的材料是非常少的，板橋在日后的維修保養方面養護量也非常少。采用板橋的施工工藝進行施工，在國內和國外的施工中都得到了應用。但是，在我國的很多橋梁施工中，經常是采用直線布筋的方式來進行施工，在鋼筋的跨徑上一般都是20米至35米，但是空心板板橋在使用的時候一般都是要在25米范圍內，這樣就使得國內的施工工藝遠遠落后于國外的施工工藝，因此，在國內橋梁施工中，要想更好的進行空心板的施工就一定要提升施工的工藝。

2 預應力混凝土空心板的特點

2.1 主要結構形式方面的特點

預應力混凝土空心板在結構方面存在著兩種形式，一種是簡支板，另外一種是連續板。簡支板在結構上非常簡單，同時在施工中也非常容易操作，但是在施工中也會出現一些問題，簡支板在行車時在梁銜接處可能會出現折點的情況，這對行車的穩定性是有一定影響的。在簡支板施工中還要設置伸縮縫，但是伸縮縫的設置是很難對行車的舒暢進行保證的，同時，橋梁在使用的過程中也是非常容易出現橋面受損的情況的。連續板在施工中是不會出現斷點情況的，行車方面也是非常好的，同時在施工中，不會出現節點的情況。但是由于連續板的連續性，結構施工要面臨的情況也是非常復雜的，在橋面跨徑較大的情況下，結構構件的起吊和安裝將非常的復雜，這樣就會導致施工中施工費用增加，而且施工的工期也會非常長。在橋梁施工中，采用的施工形式可以將兩種施工形式進行整合，先進行簡支板的施工然后在進行連續板的施工，這樣的施工方案也是非常合理的，同時在施工中可以取長補短。空心板的橫斷面在進行設計的時候，要從力學角度進行考慮，可以在橫斷面挖空的位置設計成圓形、端部圓形和矩形的形狀，這樣在進行空心板生產的時候可以在材料方面得到節省。

2.2 預應力混凝土空心板的優點

在橋梁的施工工程中，采用預應力混凝土空心板進行施工是有很多的優點的。首先，這種空心板在結構上是非常簡單的，工藝發展的也非常好，在很多的施工企業中都得到了應用。其次，這種空心板是在工廠中進行預制生產的，在施工的現場進行組裝，施工中非常的方便，同時在施工中對施工質量和施工成本也能夠進行很好的控制。再次，空心板的自身重量較輕，同時在體積上也非常小，這樣在橋梁施工中非常適合吊裝。空心板的建筑高度是非常小的，這樣在橋梁施工中，不會受到材料高度的限制，這樣在使用上，空間發揮的效果更加的好。最后，空心板在施工中對地基條件的要求不是非常高，這樣就使得在橋梁施工中，空心板在遭受到破壞以后也能夠進行自身的修復。在一些公路橋梁施工中采用預應力混凝土空心板來進行施工，可以取得非常好的施工效果。

3 預應力混凝土空心板設計方面存在的問題

3.1 企口深淺和鉸接板共同工作的矛盾

空心板梁是典型的鉸接板體系，要想保證各塊板之間的共同工作就必須靠企口和橋面鋪裝的作用。從結構型式上分，空心板一般可分為翼緣空心板、深鉸空心板和淺鉸空心板。翼緣空心板由于翼緣部分較為薄弱，橫向鉸接效果不好，導致橫向整體性較弱等問題，目前國內已很少采用；深鉸空心板克服了翼緣空心板的缺點，只要鉸縫間混凝土的施工質量得到保證，就可以發揮其橫向整體性好、鉸縫間連接可靠的優點，因而應用最為廣泛，但其缺點是鉸縫間的混凝土量較大，增加結構自重，而且該部分混凝土在施工中的振搗質量也難以保證；淺鉸空心板與深鉸空心板相比，主要優點是同樣的板寬，由于鉸的高度小，其截面挖空率更高，降低了結構自重，經濟性更為優越，且鉸縫間混凝土的施工質量易保證，但淺鉸空心板橫向聯結差，整體性不好，因而其應用受到一定限制。在目前的空心板設計中，一方面為增大挖空率、減小鉸縫自重、采用小企口和減少鋪裝層厚度，另一方面如果這樣做，則橋梁結構橫向整體性較差，有可能導致各板不能共同工作。雖然設計人員為增強結構橫向整體性，可在淺鉸縫中設置鋼纖維混凝土，但這樣鉸縫混凝土與橋面鋪裝層必須分開澆注，施工麻煩且造價也有所提高。有人提出采用變高度鉸縫，即鉸縫的高度隨預應力束布置的變化而變化。在跨中處，一般預應力束布置靠近板的下緣，則該段采用深鉸縫；在靠近支點處，預應力束由在跨中的靠近下緣逐漸向上彎起靠近上緣，該段鉸縫的高度也隨之變化，鉸縫的高度從跨中到支點逐漸由大變小，在梁端處變為淺鉸或無鉸。

3.2 梁高降低與結構上拱度之間的矛盾

在城市橋梁及高速公路線上，降低梁高有利于提高橋下凈空，降低路堤高度，從而帶來巨大的經濟效應，因此設計人員都希望能夠設計低高度梁。但是梁高的降低會使預應力鋼筋的用量有所增大，同時還會導致截面剛度的大幅度減小，這樣會使結構在預應力施工階段的上拱度有較大增加，在巨大預應力的長期作用下，結構的收縮徐變使得上拱度增大，從而對于橋梁的使用性能會造成很大的不便。為此，可降低預應力度，采用部分預應力混凝土空心板梁A類構件，一方面可以一定程度的減少預應力筋的用量，降低結構的上拱度，保證橋梁的正常使用；另一方面又可以增加結構的延性，避免出現脆性破壞。采用緩粘結預應力體系，可以做到不預留孔道，不需孔道灌漿，施工時與無粘結體系一樣，而在施工完成后，靠包裹于預應力筋的緩凝砂漿或油脂隨時間延長而逐漸凝結硬化與預應力鋼筋形成粘結而達到與有粘結預應力體系幾乎完全相同的效果。另外緩粘結預應力筋，可以采用分散布束，減小預應力布束所占的空間，可以使截面的挖空率得到進一步降低。但是由于采用分散布束，預應力筋需要布置在腹板上才能滿足承載力的要求，所以預應力筋的抗彎效率會有所降低，這樣必然會增加預應力筋的用量。

4 結束語

在公路橋梁的施工中，應用預應力混凝土空心板來進行施工，要對施工中出現的問題進行分析，這樣才能更好的保證施工是質量。在橋梁施工中采用板式結構來進行施工，主要是因為這種施工工藝在操作上是非常方便的，同時在施工中對質量和成本也是能夠進行很好的控制的。

參考文獻

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