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1、 中交公路规划设计院有限公司广东省高速公路设计标准化宣贯 装配式预应力混凝土空心板汇 报 提 纲广东省高速公路设计标准化宣贯 装配式预应力混凝土空心板第一章第一章 调研分析调研分析第二章第二章 空心板上部结构通用图编制空心板上部结构通用图编制第三章第三章 空心板上部结构计算空心板上部结构计算第四章第四章 空心板上部结构通用图优化调整内容空心板上部结构通用图优化调整内容第五章第五章 空心板通用图经济指标分析空心板通用图经济指标分析第六章第六章 使用中的注意事项及适用范围使用中的注意事项及适用范围第一章 调研分析通用图设计现状及对比分析通用图设计现状及对比分析u 2005年，交通运输部专家委员会依
2、托原交通部科研项目“预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术研究”，组织国内部分设计院，在对标准图全国性调研的基础上，开展针对性的关键技术研究，编制公路桥梁上部结构通用图。u 该通用图内容涉及装配式钢筋混凝土简支板桥上部构造、装配式先张法和后张法预应力混凝土简支空心板桥上部构造、装配式预应力混凝土T梁桥上部构造（简支体系、先简支后结构连续)、现浇等截面和装配式预应力混凝土箱形连续梁等四大类常用结构。该项目编制的通用图经多方审核和审定，已于2008年5月前全部正式出版发行，合计184册。第一章第一章 调研分析调研分析通用图设计现状及对比分析通用图设计现状及对比分析u广东省地区采用的空心板通用图种类
3、繁多，主要有三类，一类为广东省院编制的通用图，此类主要为板宽为1.6m的大空板；一类为公规院编制的通用图，此类主要为板宽为1.5m的空心板，结构体系主要为简支、后张法；另一类为早期采用较多的窄板，结构体系以先张法、简支为主。第一章第一章 调研分析调研分析通用图设计现状及对比分析通用图设计现状及对比分析u 08版通用图涵盖了中小跨径桥梁中常见的钢筋混凝土和预应力混凝土结构形式，在现阶段被多家设计单位参照进行设计，或改造成自己的企业标准图和项目通用图，应用较为广泛。但经过近年来的使用，也陆续发现08版通用图也存在一些突出的问题：1)部分技术指标不统一：相同路基宽度对应的T梁与装配式空心板、箱梁的桥
4、梁宽度不同，T梁较空心板、组合箱梁窄25cm，内外侧护栏型式也不一致。（见下图，以路基宽度33.5m为例）。第一章第一章 调研分析调研分析通用图设计现状及对比分析通用图设计现状及对比分析2)部分设计参数规定不合理：08版通用图中分布钢筋基本采用6或8钢筋，该类钢筋目前较难采购，实际中一般用大直径钢筋（12）代替，造成保护层厚度不够，结构耐久性不足，易发生混凝土剥落、钢筋锈蚀。3)08版通用图仅涵盖桥梁上部结构构造，缺少桥梁下部结构的图纸。4)空心板采用4块支座：由于施工误差、养护不足等原因，许多空心板梁在使用过程中发生了支座脱空现象，形成“3条腿”受力现象。5)内侧空心板边板悬臂长度为零，不适
5、应曲线桥梁，且无对应分离式路基通用图。6)体系繁琐，使用不方便：空心板跨径涵盖了6、8、10、13、20m，板宽分99cm和124cm，预应力体系分先张法和后张法，结构体系又分先简支后桥面连续体系和先简支后结构连续体系，图纸量大，使用不方便。第一章第一章 调研分析调研分析序号项目长度（Km）技术标准采用空心板建成通车时间1广珠西一期14.748设计车速为100km/h板宽为1.0m、1.25m后张板2004年6月2广珠西二期45.486设计车速为100km/h板宽为1.0m先张板，板宽为1.5m后张板2010年6月3梅龙高速12.220设计车速为80km/h板宽为1.0m先张板2003年12月
6、4汕梅高速51.874设计车速为80km/h板宽为1.25m后张板2003年12月5天汕高速65.350设计车速为100km/h板宽为1.0m先张板，板宽为1.5m后张板2007年6汕揭高速55.241设计车速为100km/h板宽为1.0m先张板，板宽为1.5m后张板2006年7深汕西146.55设计车速为100km/h板宽为1.0m先张板1996年12月8西二环南段41.564设计车速为100km/h板宽为1.25m后张板2007年12月9广河高速156设计车速为120km/h板宽为1.60m后张板2011年10新台高速52.92设计车速为100km/h板宽为1.25m后张板2001年第一章
7、第一章 调研分析调研分析 20122012年年7 7月、月、8 8月，通用图编制组分别调研了广东省正在运营的月，通用图编制组分别调研了广东省正在运营的1010条高速公路（详条高速公路（详见下表）。通过调研收集了部分项目桥梁定期检查报告，与管养人员进行了座谈，了解见下表）。通过调研收集了部分项目桥梁定期检查报告，与管养人员进行了座谈，了解空心板桥典型病害及对桥梁设计的建议和意见，实地查看桥梁的使用状况。空心板桥典型病害及对桥梁设计的建议和意见，实地查看桥梁的使用状况。通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况底板纵裂底板纵裂第一章第一章 调研分析调研分析通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况第一
8、章第一章 调研分析调研分析底板纵裂底板纵裂通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况第一章第一章 调研分析调研分析孔洞漏筋孔洞漏筋通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况第一章第一章 调研分析调研分析板端开裂板端开裂通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况第一章第一章 调研分析调研分析底板横裂底板横裂通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况铰缝脱落、铰缝脱落、渗水结晶渗水结晶第一章第一章 调研分析调研分析通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况局部破损局部破损第一章第一章 调研分析调研分析通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况支座脱空、移位支座脱空、移位剪切变形剪切变形第一章第一章 调研分析调
9、研分析通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况第一章第一章 调研分析调研分析通车运营项目调研情况通车运营项目调研情况第一章第一章 调研分析调研分析空心板病害原因分析空心板病害原因分析1 1、空心板病害汇总、空心板病害汇总u铰缝损伤：铰缝损伤主要表现为铰缝混凝土松散、破碎、剥落以及铰缝构造钢筋断裂 等，铰缝损伤到一定程度，引起对应位置的桥面铺装层出现纵向裂缝。u梁体结构损伤：主要表现为板底出现纵横向裂缝，通常中梁损伤较大，边梁损伤较小。u桥面铺装破损：铺装层破损现象非常普遍，主要有桥面破损、坑槽、以及明显的横向 裂缝和纵向裂缝等。u耐久性损伤：主要表现为表层混凝土发生碳化、钢筋锈蚀、外露、以及混
10、凝土保护层 胀裂或剥落等。u支座其他损伤：空心板支座脱空、支座剪切变形等。第一章第一章 调研分析调研分析空心板病害原因分析空心板病害原因分析第一章第一章 调研分析调研分析空心板病害原因分析空心板病害原因分析2 2、空心板病害原因分析、空心板病害原因分析 空心板梁的病害不是独立的，而是相互影响、相互制约的。譬如最常见的病害支座脱空危害较大，支座脱空势必造成其他支座反力增大，超过支座承载能力，易引起支座本身的损坏；支座脱空会大大增加板梁横向弯矩，易引起板梁板底纵裂；支座脱空对铰缝的工作状况会产生不利影响，会加剧铰缝损坏，进而会形成单板受力，最终造成对板梁本身的损伤。第一章第一章 调研分析调研分析空
11、心板病害原因分析空心板病害原因分析uu设计原因设计原因l l对铰缝的验算理论不完善，原设计中采用对铰缝的验算理论不完善，原设计中采用铰接板理论计算铰缝剪力较实际作用偏小铰接板理论计算铰缝剪力较实际作用偏小l l忽略了铰缝与预制空心板接触面之间的粘忽略了铰缝与预制空心板接触面之间的粘结作用。结作用。空心板铰缝破损引起的空心板铰缝破损引起的“单板受力单板受力”问题问题是空心板简支梁桥最常见同时也是最致命的是空心板简支梁桥最常见同时也是最致命的病害。这一病害不仅直接导致梁体开裂，降病害。这一病害不仅直接导致梁体开裂，降低结构的承载能力与耐久性，同时还会引起低结构的承载能力与耐久性，同时还会引起和加速
12、桥梁其他病害的产生和发展。和加速桥梁其他病害的产生和发展。在我国，目前还没有明确规定铰缝如何在我国，目前还没有明确规定铰缝如何进行抗剪计算，在以往的计算中，通常是以进行抗剪计算，在以往的计算中，通常是以将铰缝混凝土看作圬工材料，按圬工结构将铰缝混凝土看作圬工材料，按圬工结构(圬工规范圬工规范)直接受剪来计算铰缝抗剪强直接受剪来计算铰缝抗剪强度。由于度。由于圬工规范圬工规范未考虑铰缝属于先后未考虑铰缝属于先后浇混凝土粘结，导致铰缝抗剪承载力计算值浇混凝土粘结，导致铰缝抗剪承载力计算值往往远远大于其设计值。往往远远大于其设计值。第一章第一章 调研分析调研分析空心板病害原因分析空心板病害原因分析u施
13、工原因l铰缝浅而窄，不利于铰缝混凝土的振捣，铰缝浅而窄，不利于铰缝混凝土的振捣，导致混凝土不密实，强度达不到要求。导致混凝土不密实，强度达不到要求。l板梁铰缝接触面混凝土未进行粗糙处理，板梁铰缝接触面混凝土未进行粗糙处理，或凿毛后没有清除松动混凝土块，从而降或凿毛后没有清除松动混凝土块，从而降低了预制板与铰缝混凝土间的粘结强度。低了预制板与铰缝混凝土间的粘结强度。l铰缝混凝土浇注前，应将梁体侧面湿润，铰缝混凝土浇注前，应将梁体侧面湿润，否则新老混凝土接触面粘结性能较差。否则新老混凝土接触面粘结性能较差。第一章第一章 调研分析调研分析空心板病害原因分析空心板病害原因分析u施工原因l支座安装不平导
14、致支座脱空，形成“三条腿”现象。车辆通过时造成空心板的振动，使铰接缝混凝土处于很不利的受力状态，久而久之，铰接缝混凝土逐渐破碎脱落。l施工时对整体化层内的钢筋网位置控制不准等原因对铰缝也有不利影响第一章第一章 调研分析调研分析空心板病害原因分析空心板病害原因分析2 2、空心板病害原因分析、空心板病害原因分析 u运营阶段因素l重载运输现象越来越严重，重载车辆对小跨径桥梁的影响尤为显著。l板梁损伤降低板梁刚度，又会反过来影响荷载的横向分布，从另一方面增大铰缝的内力l行车轨迹固定，车辆荷载的反复作用下某些预制板铰缝更易发生疲劳破坏。第一章第一章 调研分析调研分析空心板病害原因分析空心板病害原因分析3
15、 3、拟采用的对策、拟采用的对策 u铰缝设计和构造改进研究l根据铰缝的受力特点，有针对性的改进铰缝的构造要求，如增大铰缝宽度、改变铰缝配筋构造或形式等。u优化支座布置l 支座布置是否合理不仅影响支座自身受力，也同样影响主梁受力。常规简支空心板一般布置4个支座。在使用过程中，常常出现支座脱空现象。本项目拟分别针对4支座布置、3支座布置和2支座布置等不同形式建立有限元模型，分析支座布置形式对支座受力和梁体受力的影响。u加大桥面整体化层厚度l增加桥面整体化层厚度，可提高空心板梁桥整体性。u提出改善空心板梁力学性能的成套综合改进措施l通过结构的仿真模拟，计算分析，综合比选各方案，提出可有效改进空心板结
16、构受力的成套综合改进措施。研究采用综合改进措施的空心板梁与现有空心板梁间的区别与具体改善效果。u提出施工及运营中的注意事项l针对可预见的混凝土常见病害，提出预制和吊装空心板时相关注意事项，保证成桥质量。第二章 通用图编制第二章第二章 空心板上部结构通用图编制空心板上部结构通用图编制1 1、通用图编制技术标准、通用图编制技术标准 第二章第二章 空心板上部结构通用图编制空心板上部结构通用图编制2 2、通用图编制体系、通用图编制体系 根据广东省高速公路设计标准化的要求，装配式预应力混凝土空心板通用图编制体系如下表：第二章第二章 空心板上部结构通用图编制空心板上部结构通用图编制2 2、通用图编制体系、通用图编制体系 根据本体系要求，装配式预应力混凝土空心板编制内容见下表，共涉及6种路基宽度，3种跨径，两种预应力体系（后张法和先张法），三种角度，共编制了36册上部结构图纸文件，空心板结构体系均采用先简支后桥面连续体系。第二章第二章 空心板上部结构通用图编制空心板上部结构通用图编制3 3、横断面布置、横断面布置 第二章第二章 空心板上部结构通用图编制空心板上部结构通用图编制3 3、横断面布置、横断
