劉效堯：橋梁設計審查發(fā)現(xiàn)的通病
2013-12-04
橋梁設計審查發(fā)現(xiàn)的通?。ㄖ唬?br />
1、預制拼裝小箱梁橋
?。?）跨中不設橫隔板——跨中必須設置一道橫隔板，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——必須在預制梁體時澆注內(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
（1）頂、底板錨固楔塊遠離腹板——錨固楔塊要靠近腹板，減少剪力滯的折減效應；
?。?）頂、底板錨固楔塊幾乎在同一截面——需要錯開，以避免造成截面開裂；
?。?）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應力在板前端產(chǎn)生的拉力；
——合龍勁性骨架
（1）安裝和拆除時焊接——不得燒傷混凝土，必須留有降溫間距；
?。?）焊接或拴接——安裝時用焊接，拆除方式可以用拴接；
——橋面板橫向預應力
?。?）錨頭兩邊交錯布置——兩幅橋間距不小于1米，否則錨頭只能布置在外側；
?。?）扁錨——至多4束，不得采用5束錨具；
——底板防崩
?。?）底板預應力筋——須設置鉤筋；
?。?）跨中——設置一兩道橫膈板，箍筋框住底板預應力筋；
——豎向預應力
（1）預應力有效性——梁的高度不大，豎向預應力損失太大；
?。?）預應力形式——不能用摩擦錨，螺旋錨必須可靠，預應力棒最好但價格高；
——可視可達
?。?）箱梁內(nèi)腔——設置檢查人孔；
?。?）外觀——橋梁檢查車可以通達；
?。?）需保養(yǎng)和可更換構件——須可達，和足夠的操作空間；
橋梁設計審查發(fā)現(xiàn)的通?。ㄖ?br />
鐵路建設部門要求在建和建成鐵路的上跨公路橋需要鐵路專業(yè)設計院設計，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時發(fā)現(xiàn)以下問題。
1．設計參照的技術標準、規(guī)范不確定
?。?）公路設計荷載需要乘以擴大系數(shù)1.3
這個規(guī)定在鐵路、公路技術標準中均未查到，據(jù)說是鐵路部門在某次會議上指定的。應該制訂技術標準，經(jīng)合法部門批準，在制訂該條文時應該具有調(diào)查、研究、分析、歸納的科學技術報告。
?。?）設計文件中提充分考慮到車輛撞擊問題
該設計是公路橋在上，當然不能引用公路《通規(guī)》中的車輛撞擊橋墩的計算規(guī)定，應該引用火車撞擊上跨橋墩的規(guī)定。但是，設計中對撞擊力和撞擊部位沒有說明，審查懷疑橋墩是否能抵抗時速300公里的火車撞擊。如果設防無效或無助，是不是要設防。而且，汽車是隨機軌跡，駛出車道是很可能發(fā)生的?；疖囀怯屑s束軌跡，出軌是罕見的，但也時有發(fā)生的。公、鐵技術部門應協(xié)同調(diào)研，制定標準。
?。?）設計橋梁壽命100年，與使用的技術規(guī)范條款不協(xié)調(diào)。
2．習慣性疏漏——缺少材料設計指標
圖紙說明中指出某構建需要 “采用高性能C50混凝土澆筑”，這肯定不是指強度，但沒有高性能指標。設計人員也不知道，就是這么一說。因為鐵路工程一直是內(nèi)部消化，是怎樣的“高性能”沒有人追究；公路工程是市場招標，每一項“高性能”都是要計入標價之中。高性能旨在特定場合使用，例如：耐磨、流動性、干硬性、耐高溫、低收縮、低徐變、或指定的某種化學侵蝕……。
3．行業(yè)交叉
?。?）彎道橋120公里時速設4%橫坡，技術上是成立的。但是，中國公路75%是貨車，達不到設計時速，易側滑；在暴雨、薄冰氣候下行車條件更加不利，需要適當調(diào)整橫坡。
（2）在跨越鐵路上空不設排水孔，易造成公路橋面積水?？梢园戳髁空ＴO計排水孔，用橫管引流到鐵路區(qū)域之外。
4．預拱度的設置
懸臂澆筑箱梁橋，設置了負（向下）預拱度。設計人員又不能確定是采用“零彎矩理論”設計。橋下是高鐵，建議設計院慎重。
5．常見問題
?。?）曲線箱梁腹板預應力索的防崩；
（2）合龍勁性連接鋼桿無法冷拆除；
（3）鋪裝混凝土與小箱梁之間未設連接鋼筋（橋規(guī)也是容許的），可能會脫空；
?。?）箱梁橋厚大橫膈板，人孔周圍最好設置封閉箍筋；
?。?）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)超過薄壁構件的范疇，但是構造配筋仍然沿用薄壁構件的方式，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)。
建議對于混凝土厚底板應進行溫差配筋計算，溫差應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就應該增加構造鋼筋網(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。
本次設計僅在首節(jié)段1.5m厚底板中面增加了一層鋼筋網(wǎng)，建議應再適當加層，并向跨中多延伸幾個節(jié)段，到底板稍薄處。
6．建議公路上跨橋業(yè)主聘請的公路專業(yè)咨詢設計院對該設計和計算進一步復查和復核。
橋梁設計審查發(fā)現(xiàn)的通?。ㄖ?br />
箱梁頂（底）板錨楔前端拉力配筋驗算
設計審查時對錨楔塊距工作縫的位置各有說法，這里針對某橋施工圖審查分析于下。
1．楔塊上錨固預應力鋼筋：19束ΦS=15.2mm，fpk=1860MPa，破斷拉力Np=258kN，控制拉力應力0.75 fpk，預應力鋼筋控制拉力
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：
?。?）板中構造鋼筋：10根HRR400直徑=16mm，fsk=400MPa；
?。?）錨楔下板中加強鋼筋：12根HRR400直徑=20mm，fsk=400MPa；
抗拉強度NL =（10X2.01+12 X 3.14）X 400/100=235kN=1.28 X N/2
4.結論:
?。?）節(jié)段施工張拉預應力N時，錨前拉力影響區(qū)拉力≤N/2，配筋足夠承受全部拉力；這里尚未計入拉力在板厚方向的擴散，若計算寬度60cm擴大到中面計算寬度（60+e）cm，可能包含更多的鋼筋；而且，
（2）跨中底板合龍預應力N，錨前拉力影響區(qū)拉力為N/2，配筋足夠承受全部拉力；但是構造鋼筋和加強鋼筋需要跨縫連續(xù)，錨固長度符合規(guī)范要求；
（3）只要二期恒載和活載作用下，控制總體計算混凝土不產(chǎn)生拉應力，設計是安全的；
所以，不必計較錨楔前端與施工縫之間的距離。
（作者 安徽省公路學會副理事長 劉效堯）
