摘要:当前,随着我国内需的不断拉升,我国在中西部地区的大规模基础设施建设进入高潮,尤其是在“一带一路”倡议下,基础设施建设逐渐从国家走出国门,走向世界的趋势越来越明显。其中,在基础设施建设过程当中,钢混组合的梁桥设计被广泛应用在铁路、公路等桥梁方面的建设施工上来。一方面她解决了公路建设当中遇到的新情况、新问题,另一方面,钢混组合的梁桥设计应用提高了桥梁建设的安全性和实用性,减少了企业的施工投入,提高了企业效率。同时,钢混组合的设计直接关系到梁桥的安全、质量和效益。本文旨在通过对钢混组合梁桥设计方面的相关议题进行探析,分析当前钢混组合梁桥设计的特点和目前存在的问题,并探究解决的措施,以期在今后的钢混组合梁桥设计方面提供更多的技术参考。
关键词:钢混组合;梁桥;设计应用
一、引言
伴随着高速增长的GDP的是我国的基础设施建设蓬勃发展。一方面钢铁制造业的不断创新升级,多种国产化的钢材正在运用到我们的日常生活建设当中,尤其是土木建设工程,另一方面,钢结构的受力优势与其他建材来说,能够更好地在建设工地上显示出其受力的优势,需要突出说明的是,在桥梁工程方面,“钢筋+”使用是十分的普遍。这主要是因为钢筋+混凝土的方式充分利用了两者的优势,即充分利用了混凝土抗压性能强,钢筋的抗拉能力好的优势,各自弥补了对方的不足,将混凝土抗裂性差、钢材由于弯曲的缺点都进行和很好的克服。同时,也让桥梁的外观设计更加多样性,桥梁的跨度也可以变得更长,满足了当前的建筑工程中,效益优先、质量优先,轻便、美观大方的要求。
二、钢筋+混凝土的桥梁设计原理
钢筋+混凝土的形式在桥梁设计方面可谓是一种全新的组合方式。这种方式充分发挥了钢材和混凝土两者的优越性能,实现了在钢筋和混凝土结合后实现钢筋和混凝土双重受力的局面。在这样的理论和实践的支撑下,才可以较好的掌握钢筋混凝土组合的受力情况,并进行桥梁设计和尺寸的敲定,以期满足设计需要和桥梁的运行安全。在确定钢筋混凝土一个截面下,能偶承担如何大的受力情况下,满足承载力安全是进行截面设计的关键所在。当前,钢筋混凝土组合下的桥梁设计承载力的判定,主要基于弹性和弹塑性两个理论作为支撑,来计算截面的受力变形情况。
(一)弹性的设计理论方面。该理论认为承载力的极限工作,需要钢筋混凝土结构的完美配合才可以。如果发生结构的破坏,就需要以边缘应力超过材料的应力来作为标准进行计算,所以,在计算承载能力的时候,需要注意一下四个方面:一个是截面的变形与截面的理论假定,一个是钢筋混凝土之间的连接是否可靠,一个是钢筋混凝土的理想弹性体是否破坏,一个是工程建设当中混凝土开裂对建筑物的整体承载能力的影响。通过考虑这四个方面的因素,进行理论计算,如出现在钢筋混凝土结构连接状态狭隘不发生滑移,截面内部情况完好,则可以按照既定的规则计算钢梁承受的弯矩等等。因而,弹性理论的内力和刚度应该在截面弯矩的作用下,进行同等分配,这样可以计算出钢筋混凝土结构下结构应力的水平大小。
(二)弹塑性的设计理论方面。之所以要考虑弹塑性方面,主要是基于弹性理论在对钢材屈服状态的研究没有非常的深入,其实,在承载作用力下,钢筋+混凝土的结构都会达到塑性状态,在这个时候,对其采用弹塑性理论计算,可以充分理解和挖掘这个结构的承载能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆需要注意的是,简化的算法对于钢筋+混凝土的梁桥设计应力应变的曲线非常的复杂,所以应该在计算的时候考虑到如下几个问题:一是截面变形和平截面方面,二是钢筋混凝土结构连接是否可靠,滑移的最大容忍度是不会影响到截面的承载能力。三是处于塑性中和轴受拉去的混凝土在其中的作用,四是混凝土的受压面是否均匀受压,并达到一定的抗压状态。五是塑性的设计要与钢筋混凝土应力相互配合,从而确定该结构的极限承载能力。
三、钢混组合结构在梁桥工程中的设计应用
一是槽型钢+混凝土的组合模式。曹型钢+混凝土的曹混结构作为钢混结构中的一种,在建设过程中,需要尽量减少对周边生活区的居民干扰。当前绿色生态理念已经渐渐深入人心,在桥梁建设过程当中,需要尽量降低因施工因素给周围环境带来的影响。同时,曹型钢+混凝土的设计模式的总造价在道路建设中对总成本有着非常重要的影响。曹型钢+混凝土的模式在建设过程中有着它的优势,即噪音低,影响面小,对建设周边的环境及人员的影响较小,整体造价也比较低。
二是波形钢腹板组合的使用。波形钢腹板的使用在当前的桥梁建筑工程当中使用的也是较为普遍,主要的优势体现在这种做法的梁桥施工过程中可以降低腹板结构给其他构建带来的压力,有效地促进了梁顶预应力的导入力度提高,进一步促进了钢筋+混凝土材料在桥梁建设中的利用效率。在这种模式下进行的施工需要考虑桥梁下翼缘的钢板上进行的混凝土浇筑过程,同时要把下面的钢板作为上面混凝土浇筑过程中需要的支撑物体,防止在施工过程中出现搭设脚手架的过程,这样就简化了施工过程,提高了工作的效率,更不会因为桥上进行的施工音箱到桥下的交通或者行人等等。波形钢腹板组合建设桥梁过程中,需要等下面的钢板和浇筑的混凝土完全结合以后,整个桥梁的结构就非常的清晰,这也给施工过程中的混凝土浇筑提供了非常多的空间和时间,方便浇筑工人的施工,也保证了整个桥梁工程混凝土浇筑的质量和效率,改善了桥梁各个部位的受力性能。梁桥的受力情况变得更加科学合理。
四、结语
在现实生活中,基础设施的建设离不开钢筋、混凝土等大型的施工原材料。在建设桥梁的过程当中,采用钢筋+混凝土这样的组合来建设桥梁有其有利的因素。一方面可以充分利用钢筋的延展性,充分抗拉,另一方面也充分利用了混凝土的抗压能力,有效的避免了混凝土因抗裂性能差造成的开裂,以及钢材作为金属容易疲劳的缺点。钢筋、混凝土两者可以在工厂进行原材料加工,并可以直接拉到施工现场进行组装,省去了施工工地的宝贵空间和时间,也降低了对周围环境的影响,具有特别好的优势。在今后的施工和建设环节应该加大对钢筋混凝土设施的研究和创新工作,从而推动今后的桥梁建设工作。
参考文献:
[1]邵长宇.组合结构桥梁的发展与应用前景[J].城市道桥与防洪,2016(9):11-15.
[2]魏光华.钢—混凝土组合梁桥设计与施工探讨[J].山西建筑,2007,33(24):338-339.
[3]冯建刚,秦志军,赵秀文.钢混组合箱梁桥设计与施工[J].公路交通科技(技術版),2010,6(6):6-8.
[4]郑和晖,巫兴发,黄跃,等.钢—混组合连续梁负弯矩区桥面板抗裂措施[J].中外公路,2014,34(5):152-155.
[5]李振平 . 典型钢混组合结构桥梁结构形式及发展方向 [J]. 民营科技,2016(11):162.
[6]张燮 .80 米钢—混凝土组合结构桥梁施工过程中的关键技术及控制措施研究 [D]. 兰州交通大学,2012.
[7]张钱贵,张善勇.钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展[J].科技视界,2015(35):296.
论文作者:吴传书
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/18
标签:组合论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 钢筋论文; 截面论文; 结构论文; 塑性论文; 《防护工程》2018年第20期论文;