摘要：自改革开放以来，伴随着我国公路事业的迅速发展以及公路交通流动量不断地增加，进而促进了公路桥梁建设的发展。在桥梁的发展过程中，连续钢结构桥梁占有着重要地位。连续钢结构桥梁有着跨度大、整体性较好、经济性好及抗震性能较好等优点，被广泛应用到大跨径桥梁的建设中。当前，连续刚构桥的设计与施工技术均较为成熟，可是因对连续刚构桥梁的认识比较少，因此桥底板崩裂比较多，存在大量的安全隐患，因此必须探究连续刚结构桥梁的防崩裂设计与施工技术。主要探究桥底板崩裂发生的原因，从设计和施工技术两方面出发分析出优化策略，望能为日后相关工作提供借鉴。
关键词：底板防崩；连续刚构桥梁；横向受弯
1 连续刚构桥梁底板崩裂原因
1.1 设计因素
关于连续刚构桥梁底板崩裂设计相关因素有以下几点：①连续刚构桥计算不精确：由于钢束预应力有着径向力且底板会形成大量弯曲应力及变形；挖空面积过大，以至于混凝土拉开以及崩出性的破坏；还有非常多的受力原因常常被忽略，并未充分考虑，导致底板出现崩裂状况。②未合理预估底板径向力，此外未重视桥面预拱度和竖曲线及管道定位的误差及合龙段两端的高差情况。③在设计截面时，单考虑到整体截面的受力，未充分考虑底板的受力状况，例如钢束之间的间距和过箱梁的底板厚度等等构造，促使底板厚度完全不能满足要求。④在进行设计时，由于部分桥梁预拱度设置有着预留问题，必须增设预拱度，这样明显增加了径向力。⑤在设计期间未对底板横桥向应力高度重视，未对受力进行计算，导致底板的下层和中层及上层防崩和横向钢筋设计缺少理论的依据。⑥不能避免大量施工期间的误差，由于未充分考虑施工期间所产生的径向力，这将会使预径向力增大，从而使桥梁底板出现崩裂情况。
1.2 施工因素
①桥梁施工时，常常忽略掉部分区域预抛高度，使底板径向力明显增大，当立模标高存在偏差时，将会产生比较大的径向力；②施工中常常会对预拱度进行调整，将会使局部折角明显增大；③合龙段两端存在高度差时，混凝土的保护层有了折角，均会造成应力集中；④当波纹存在定位偏差时或者是定位钢筋并未固定，这均会使波纹管偏位，从而使径向力明显增加；⑤在加工底板闭合箍筋，对其尺寸不能有效配合，因此容易出现较宽缝隙；⑥波纹管底板周边的混凝土并不密实，使混凝土强度不符合标准；⑦在施工时，分批张拉底板的预应力。
2 底板防崩的细节设计技术重点
2.1 计算方法的设计
预应力钢束进行张拉时，会产生大量径向荷载，将会使底板出现横向受弯，从而形成了正应力。而作用到管道底部荷载，这将会沿着管道中心出现大量受力。综合考虑涉及的影响成分，一定要注意下列几点技术重点：①着重考虑到箱梁整体与局部的分析，还有底板经过预应力外崩力的影响下产生的局部受拉以及横向受弯计算并依据实际的计算结果，再配置需求的钢筋量；②考虑到带孔道梁段的上承受径向力并计算出横向的受弯效应；③将箱梁底板上面的局部受力计算直接转化为对抗拉的计算。
2.2 计算方法——底板横向受弯
应用有限元分析法，此分析法所计算结果非常精确。具体如下图1：
按照腹板高度（h）与板厚（t），两者可计算出弯矩修正系数，可计算支点弯矩及跨中弯矩。若底板厚度与腹板高度比值小于0.25时：支点弯矩为M支=-0.7M0；跨中弯矩为M中=+0.5M0。
底板按简支梁得出弯矩
Mo=8×16×3-8×16×（3.5×0.19+1/2）=234.88kN•m
底板厚度/腹板高小于0.25，即
跨中弯矩：M中=0.5Mo=0.5×234.88=117.44 kN•m
支点弯矩：M支=-0.7Mo=-0.7×234.88=-164.42 kN•m
即支点上缘应力：σ支=164.42×6/（1×0.32）=11.0MPa
中轴线下缘应力：σ中=117.44×6/（1×0.32）=7.83MPa
（2）空间实体有限元计算结果
取中跨合拢段的一半进行底板应力建模，不计轴力对箱梁的影响，不计管道注浆，箱梁截面左右对称模拟8个预应力管道孔道，腹板上端固结，如下图所示。
按照简化计算中施加的力，得出计算结果σ支=13.4MPa，σ中=6.9 MPa
（3）比较
简化计算与实体有限元计算结果比较接近，可以用于项目的初步估算。
2.4 构造和总体设计着重点
变高度梁为连续刚构桥梁总体设计的常用方式，抛物线即为变高度梁底缘。设计期间必须降低预应力钢束所产生径向力，又或将底板的抵抗径向力提高。注重注意下列几点：①将梁底的曲率适当进行增加，为了避免合拢段周围产生外崩力；②预拱度准确计算，避免在施工中需要对预拱度进行局部调整；③横隔板能将底板所承受的应力降低，同时提高底板的防崩性，为此径跨周围可多加几个横隔板，这样可以改善底板的受力；④在径向力的影响下，底板会出现横向受弯，另外腹板底部出现了横向负弯矩，应当依据横向受弯情况配置相应的横向钢筋；⑤布置底板箍筋，这是影响整个桥梁底板能否防崩裂的重要步骤。一定要合理对底板钢筋进行布置，才可使钢筋整体性能提高。桥梁底板钢筋一定要确保下缘和上缘横向主筋一起受力，同时和肋板钢筋焊接，这样可形成一个整体。⑥在对桥梁底板的设计时，为确保底板下缘和波纹管两者间保护层的厚度，必须把净保护层厚度与波纹管外径两者之比控制在0.95左右；将外径和波纹管净间距两者之比控制在1左右。预应力钢束需尽可能降低钢绞线数量便可分散径向力，从而使管道对截面削弱明显降低。⑦在施工时容易碰到各种问题，在施工中又不可逆转，因此一定要做好安全储备，便可避免误差情况。
3 施工着重点
防崩关键技术在施工时需要注意以下几点。①对底板预应力钢束进行张拉时所产生的径向外崩力必须严格控制，进行施工时，由于直线管道定位出现误差以及合龙两端出现误差，因此出现了径向外崩力，一定要及时避免；②在施工时，必须对预抛高度及预拱度进行及时预估，尽可能避免再次调整高度；③尽量避免施工中的误差并精确施工中的放样工作；④把合拢段的高度差控制在20.0～30.0mm；⑤连续刚构底板进行施工时，需要确保每批张拉底板，其纵向预应力钢束比值要小于钢束的应力值，对竖向应力和横向应力进行小范围缩小，可避免由于抑制底板下缘所产生的拉应力集中，导致整个桥梁的底板出现崩裂；⑥在施工时，对底板钢筋的崩裂状况进行控制，在底板束梁段处，到钢筋加工场，先焊接好闭合箍，便会形成一榀骨架并和肋板钢筋焊接到一起。此方法不但造价低，还可以确保钢筋的整体性能；⑦在施工时，先确保管道底部和两管道之间的混凝土情况，保证两者有一定密实度。
4 结语
总之对于优秀的桥梁设计方案可作为桥梁基础，科学合理的施工技术才能确保桥梁的质量。本文从施工技术和设计两个方面入手，详细分析了连续刚构桥梁底板崩裂的原因，并详细阐述了桥梁底板的设计以及施工时必须注意的问题。
参考文献
[1]李健刚，张俊波.连续刚构桥底板防崩问题分析[J].城市道桥与防洪，2008（9）：37-39.
[2]陈建华.连续刚构桥梁的结构设计及施工探究[J].中国新技术新产品，2016（6）：117-117.
[3]刘立民.连续刚构桥梁底板防崩的设计和施工技术要点[J].黑龙江交通科技，2015（7）：103-104.
论文作者:张巍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签：底板论文; 桥梁论文; 弯矩论文; 应力论文; 钢筋论文; 横向论文; 预应力论文; 《基层建设》2017年第11期论文;