劉效堯：橋梁設(shè)計(jì)審查發(fā)現(xiàn)的通病
2013-12-04
橋梁設(shè)計(jì)審查發(fā)現(xiàn)的通?。ㄖ唬?br />
1、預(yù)制拼裝小箱梁橋
?。?）跨中不設(shè)橫隔板——跨中必須設(shè)置一道橫隔板，隨著跨徑增大，宜再增加橫隔板；
?。?）只在每根小箱梁之間澆注橫隔板——必須在預(yù)制梁體時(shí)澆注內(nèi)腔橫隔板，鋼筋伸出箱外，按裝箱梁后焊接伸出的鋼筋，澆注箱外橫隔板；
2、變截面箱形連續(xù)橋
——錨固楔塊
?。?）頂、底板錨固楔塊遠(yuǎn)離腹板——錨固楔塊要靠近腹板，減少剪力滯的折減效應(yīng)；
?。?）頂、底板錨固楔塊幾乎在同一截面——需要錯(cuò)開(kāi)，以避免造成截面開(kāi)裂；
?。?）頂、底板錨固楔塊前端板內(nèi)配筋不足——配筋要足以抵抗該楔塊錨固預(yù)應(yīng)力在板前端產(chǎn)生的拉力；
——合龍勁性骨架
?。?）安裝和拆除時(shí)焊接——不得燒傷混凝土，必須留有降溫間距；
?。?）焊接或拴接——安裝時(shí)用焊接，拆除方式可以用拴接；
——橋面板橫向預(yù)應(yīng)力
（1）錨頭兩邊交錯(cuò)布置——兩幅橋間距不小于1米，否則錨頭只能布置在外側(cè)；
（2）扁錨——至多4束，不得采用5束錨具；
——底板防崩
?。?）底板預(yù)應(yīng)力筋——須設(shè)置鉤筋；
?。?）跨中——設(shè)置一兩道橫膈板，箍筋框住底板預(yù)應(yīng)力筋；
——豎向預(yù)應(yīng)力
?。?）預(yù)應(yīng)力有效性——梁的高度不大，豎向預(yù)應(yīng)力損失太大；
?。?）預(yù)應(yīng)力形式——不能用摩擦錨，螺旋錨必須可靠，預(yù)應(yīng)力棒最好但價(jià)格高；
——可視可達(dá)
?。?）箱梁內(nèi)腔——設(shè)置檢查人孔；
（2）外觀——橋梁檢查車可以通達(dá)；
（3）需保養(yǎng)和可更換構(gòu)件——須可達(dá)，和足夠的操作空間；
橋梁設(shè)計(jì)審查發(fā)現(xiàn)的通?。ㄖ?br />
鐵路建設(shè)部門要求在建和建成鐵路的上跨公路橋需要鐵路專業(yè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，先經(jīng)鐵路管理部門審查，合格后交給公路部門審查，參加了一次公路部門審查會(huì)時(shí)發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題。
1．設(shè)計(jì)參照的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不確定
?。?）公路設(shè)計(jì)荷載需要乘以擴(kuò)大系數(shù)1.3
這個(gè)規(guī)定在鐵路、公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中均未查到，據(jù)說(shuō)是鐵路部門在某次會(huì)議上指定的。應(yīng)該制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)合法部門批準(zhǔn)，在制訂該條文時(shí)應(yīng)該具有調(diào)查、研究、分析、歸納的科學(xué)技術(shù)報(bào)告。
?。?）設(shè)計(jì)文件中提充分考慮到車輛撞擊問(wèn)題
該設(shè)計(jì)是公路橋在上，當(dāng)然不能引用公路《通規(guī)》中的車輛撞擊橋墩的計(jì)算規(guī)定，應(yīng)該引用火車撞擊上跨橋墩的規(guī)定。但是，設(shè)計(jì)中對(duì)撞擊力和撞擊部位沒(méi)有說(shuō)明，審查懷疑橋墩是否能抵抗時(shí)速300公里的火車撞擊。如果設(shè)防無(wú)效或無(wú)助，是不是要設(shè)防。而且，汽車是隨機(jī)軌跡，駛出車道是很可能發(fā)生的?；疖囀怯屑s束軌跡，出軌是罕見(jiàn)的，但也時(shí)有發(fā)生的。公、鐵技術(shù)部門應(yīng)協(xié)同調(diào)研，制定標(biāo)準(zhǔn)。
?。?）設(shè)計(jì)橋梁壽命100年，與使用的技術(shù)規(guī)范條款不協(xié)調(diào)。
2．習(xí)慣性疏漏——缺少材料設(shè)計(jì)指標(biāo)
圖紙說(shuō)明中指出某構(gòu)建需要 “采用高性能C50混凝土澆筑”，這肯定不是指強(qiáng)度，但沒(méi)有高性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)人員也不知道，就是這么一說(shuō)。因?yàn)殍F路工程一直是內(nèi)部消化，是怎樣的“高性能”沒(méi)有人追究；公路工程是市場(chǎng)招標(biāo)，每一項(xiàng)“高性能”都是要計(jì)入標(biāo)價(jià)之中。高性能旨在特定場(chǎng)合使用，例如：耐磨、流動(dòng)性、干硬性、耐高溫、低收縮、低徐變、或指定的某種化學(xué)侵蝕……。
3．行業(yè)交叉
?。?）彎道橋120公里時(shí)速設(shè)4%橫坡，技術(shù)上是成立的。但是，中國(guó)公路75%是貨車，達(dá)不到設(shè)計(jì)時(shí)速，易側(cè)滑；在暴雨、薄冰氣候下行車條件更加不利，需要適當(dāng)調(diào)整橫坡。
?。?）在跨越鐵路上空不設(shè)排水孔，易造成公路橋面積水。可以按流量正常設(shè)計(jì)排水孔，用橫管引流到鐵路區(qū)域之外。
4．預(yù)拱度的設(shè)置
懸臂澆筑箱梁橋，設(shè)置了負(fù)（向下）預(yù)拱度。設(shè)計(jì)人員又不能確定是采用“零彎矩理論”設(shè)計(jì)。橋下是高鐵，建議設(shè)計(jì)院慎重。
5．常見(jiàn)問(wèn)題
（1）曲線箱梁腹板預(yù)應(yīng)力索的防崩；
?。?）合龍勁性連接鋼桿無(wú)法冷拆除；
?。?）鋪裝混凝土與小箱梁之間未設(shè)連接鋼筋（橋規(guī)也是容許的），可能會(huì)脫空；
（4）箱梁橋厚大橫膈板，人孔周圍最好設(shè)置封閉箍筋；
（5）節(jié)段澆注施工箱梁厚底板受硬化端節(jié)段約束不能自由收縮，而且板厚已經(jīng)超過(guò)薄壁構(gòu)件的范疇，但是構(gòu)造配筋仍然沿用薄壁構(gòu)件的方式，只在上下表面附近各布置一層鋼筋網(wǎng)，致使底板混凝土溫度收縮縱向裂縫頻發(fā)。
建議對(duì)于混凝土厚底板應(yīng)進(jìn)行溫差配筋計(jì)算，溫差應(yīng)考慮混凝土水化高溫和硬化后常溫的差距。建議底板厚度大于40cm就應(yīng)該增加構(gòu)造鋼筋網(wǎng)的層數(shù)，而且沿厚度分布，不能只布置在混凝土厚板的上下表面附近。
本次設(shè)計(jì)僅在首節(jié)段1.5m厚底板中面增加了一層鋼筋網(wǎng)，建議應(yīng)再適當(dāng)加層，并向跨中多延伸幾個(gè)節(jié)段，到底板稍薄處。
6．建議公路上跨橋業(yè)主聘請(qǐng)的公路專業(yè)咨詢?cè)O(shè)計(jì)院對(duì)該設(shè)計(jì)和計(jì)算進(jìn)一步復(fù)查和復(fù)核。
橋梁設(shè)計(jì)審查發(fā)現(xiàn)的通?。ㄖ?br />
箱梁頂（底）板錨楔前端拉力配筋驗(yàn)算
設(shè)計(jì)審查時(shí)對(duì)錨楔塊距工作縫的位置各有說(shuō)法，這里針對(duì)某橋施工圖審查分析于下。
1．楔塊上錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋：19束ΦS=15.2mm，fpk=1860MPa，破斷拉力Np=258kN，控制拉力應(yīng)力0.75 fpk，預(yù)應(yīng)力鋼筋控制拉力
N=0.75 X 19 X 258=368kN
2．錨楔前端頂（底）板混凝土拉力：忽略厚度方向的擴(kuò)散，可以證明最大為N/2；在博主的博文[1]中有證明；
3．板中配筋：在最小拉力影響寬度60cm范圍內(nèi)，鋼筋配置為：
?。?）板中構(gòu)造鋼筋：10根HRR400直徑=16mm，fsk=400MPa；
（2）錨楔下板中加強(qiáng)鋼筋：12根HRR400直徑=20mm，fsk=400MPa；
抗拉強(qiáng)度NL =（10X2.01+12 X 3.14）X 400/100=235kN=1.28 X N/2
4.結(jié)論:
?。?）節(jié)段施工張拉預(yù)應(yīng)力N時(shí)，錨前拉力影響區(qū)拉力≤N/2，配筋足夠承受全部拉力；這里尚未計(jì)入拉力在板厚方向的擴(kuò)散，若計(jì)算寬度60cm擴(kuò)大到中面計(jì)算寬度（60+e）cm，可能包含更多的鋼筋；而且，
（2）跨中底板合龍預(yù)應(yīng)力N，錨前拉力影響區(qū)拉力為N/2，配筋足夠承受全部拉力；但是構(gòu)造鋼筋和加強(qiáng)鋼筋需要跨縫連續(xù)，錨固長(zhǎng)度符合規(guī)范要求；
（3）只要二期恒載和活載作用下，控制總體計(jì)算混凝土不產(chǎn)生拉應(yīng)力，設(shè)計(jì)是安全的；
所以，不必計(jì)較錨楔前端與施工縫之間的距離。
（作者 安徽省公路學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng) 劉效堯）
