宋立群
(黑龍江省哈同高等級(jí)公路管理處)
橋梁軸線與支承線垂線之間的夾角,習(xí)慣上稱為斜交角ρ。斜交橋雖然有改善線形的優(yōu)點(diǎn),但是其受力比正交橋要復(fù)雜。
斜交板橋的受力與正交板橋相比,斜板在荷載作用下,在鈍角處會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)彎矩,而且在該部分產(chǎn)生扭矩。在斜交板橋的使用過(guò)程中,板橋有向銳角方向轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。
板的鋼筋布置與斜交角的大小有關(guān),一般斜交角ρ≤15°時(shí),幾乎與正交板橋受力一樣,可以不考慮斜交的影響。
由于橋上所承受的荷載類(lèi)型、大小、位置等的不斷變化,在板的不同位置,其內(nèi)力方向亦不同。在斜交板橋上選擇與內(nèi)力方向夾角盡量小的方向來(lái)配置鋼筋。為了簡(jiǎn)化施工,可以按下面的方式配置鋼筋。
當(dāng)板的斜跨長(zhǎng)與板橋垂直寬度b的比值大于或等于1.3時(shí),主筋平行于橋梁軸線方向即平行于自由邊配置,如圖1(a)所示。
當(dāng)板的斜跨長(zhǎng)與板橋垂直寬度b的比值小于1.3時(shí),中部主筋與支承邊相垂直配置,靠近自由邊的局部范圍沿斜跨徑方向布置,直到與中間部分的主鋼筋銜接為止,如圖1(b)所示。
圖1 鋼筋配筋圖
分布鋼筋垂直于主筋的方向配置,靠近支承邊的區(qū)域內(nèi)平行于支承邊配置,直到與中間部分的分布鋼筋相銜接為止,如圖1所示;或?qū)⒎植间摻钕蛑ё较虺噬刃畏植?,過(guò)渡到平行于支承軸線。
由于斜交板橋受力狀態(tài)復(fù)雜,內(nèi)力變化急劇,除了上面通過(guò)計(jì)算所配置的鋼筋外,在內(nèi)力變化劇烈和扭矩作用突出的地方,應(yīng)再適當(dāng)增加一些鋼筋。
斜交板橋在鈍角處有垂直于鈍角平分線的負(fù)彎矩,由于負(fù)彎矩的作用,在鈍角部分板的頂面,與鈍角平分線成直角的方向,會(huì)產(chǎn)生很大的拉力,所以在該部分必須配置鋼筋予以加強(qiáng)。在鈍角頂層設(shè)置與鈍角平分線垂直的加強(qiáng)鋼筋,見(jiàn)圖2(a)。加強(qiáng)鋼筋的直徑不宜小于12 mm,間距100~150 mm,布置在鈍角兩側(cè)1.0~1.5 m長(zhǎng)的扇形面積內(nèi)。
鈍角底層面有平行于鈍角平分線方向的正彎矩,所以在鈍角底面平行于鈍角平分線方向要設(shè)置附加鋼筋,見(jiàn)圖2(b)。鋼筋的要求同上。
當(dāng)斜交角大于15°時(shí),斜交板的扭矩變化復(fù)雜,沿板的自由邊和支承邊上有正負(fù)扭矩交替產(chǎn)生。故應(yīng)在自由邊上下范圍內(nèi),設(shè)置平行于自由邊的鋼筋網(wǎng)。
裝配式斜交簡(jiǎn)支板橋在受力特征上與整體式簡(jiǎn)支板橋基本相同。不過(guò),由于每塊板的跨寬比很大,所以斜板內(nèi)的受力比整體式板好。
圖2 鈍角處附加鋼筋
我國(guó)編制的裝配式鋼筋混凝土斜交板橋上部構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)圖中,斜跨徑為3 m、4 m、5 m、6 m 四種,斜交角分 25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°八種,預(yù)制板在垂直于行車(chē)方向的板寬為99 cm,板厚20~48 cm,因跨徑與斜交角不同而變化。這些板的鋼筋布置方案大體分如下兩種:
(1)當(dāng)斜交角θ=25°~35°時(shí),主鋼筋順橋向布置,分布鋼筋平行于支承邊布置,如圖3(a)所示。
(2)當(dāng)斜交角ρ=40°~60°時(shí),主鋼筋順橋向布置,分布鋼筋垂直于主鋼筋布置,在兩端支點(diǎn)附近各增加也平行于支承線的箍筋,如圖3(b)所示。
其加強(qiáng)鋼筋同整體式斜交板橋布置相同。
在斜交板的使用過(guò)程中,板橋有向銳角方向轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì),斜交板在使用過(guò)程中,在平面內(nèi)有向銳角方向蠕動(dòng)的趨勢(shì)。為了使鉸接斜板支撐處不翹曲及防止發(fā)生位移,在板端部中心處預(yù)留錨栓孔,待安裝完畢后用栓釘固定。所以,設(shè)置的支座要有充分的錨固作用,否則應(yīng)該加強(qiáng)銳角處橋臺(tái)頂部的耳墻,以免被擠裂,故需要在臺(tái)帽上設(shè)置錨固斜板的錨固鋼筋或在銳角處耳墻中增加抗擠壓鋼筋。