王占生 邵寶海 陳濤
摘要:日本是地震多發(fā)的國家,在橋梁后期維護檢修的設計上有很多值得借鑒的地方。橋梁外設檢查路的設置以及橋梁內部的維修檢查通道等,設計考慮都比較成熟。下面對檢查路在橋梁中的設置應用以及設計思路作一個簡單介紹。
關鍵詞:日本橋梁 檢查路
中圖分類號:K928.78 文獻標識碼:A 文章編號:
1. 橋梁檢查路的設置目的和設置構造
橋梁檢查路的設置目的:在橋梁的日常使用過程中,橋臺,橋腳,桁橋除銹噴漆,支承,排水系統(tǒng),伸縮裝置,電器通路等日常檢修與維護,都需要設置檢查路來確保檢修與維護工作的正常進行。
檢查路的設置,可以分為上部檢查路和下部檢查路兩個部分來進行。上部檢查路設置需要充分考慮檢查路的作業(yè)面的空間并且要充分利用橋梁主桁梁之間的空間來進行設置。下部檢查路的設置則需要根據維修檢查的內容來進行設置,并且要考慮主桁梁下面的空間,橋座前面作業(yè)空間來進行設置。對于部分橋腳很高的情況,下部檢查路的設置有時候還要考慮到升降梯子的設置。
橋梁檢查路圖例
2.檢查路的設計
(1).檢查路形式和設計條件:
檢查路兩端作為支點,作為簡支梁模型來進行計算,考慮自身重量以及活動荷重來進行設計。
設計荷重:wl= 3500 N/mm2
設計死荷重: wd= 760N/mm
許容撓度:δ= 1/600 (參考值)
支持間隔: L= 5.0 m
通道幅: B= 0.5 m
(2).設計力整理計算:
活荷重強度:qL = w1 × B / 2 =3500 × 0.5 / 2 = 875 N/mm
死荷重強度:qd = wd = 760 N/mm
合計: Σq=1635 N/mm
彎矩:
ML = qL × L2 / 8 = 875 × 5.02 / 8 =2734.4 N?m
Md = qd × L2 / 8 = 760 × 5.02 / 8 =2375.0 N?m
ΣM= ML + Md = 2734.4 + 2375.0 =5109.4 N?m
剪切力:
SL = qL × L / 2 = 875 × 5.0 / 2 =2187.5 N
Sd = qd × L / 2 = 760 × 5.0 / 2 =1900.0 N
ΣS= SL + Sd = 2187.5 + 1900.0 =4087.5 N
(3).實際應力度照查:
使用鋼材(槽鋼) [ - 150 × 75 × 6.5 × 10材質:SS400
槽鋼斷面性能:
斷面積:A = 23.71 cm2
一次慣性矩:Z = 115.0 cm3
二次慣性矩:I = 861.0 cm4
σ= M / Z = 5109.4 × 103 / (115 × 103)
= 44.429 N/mm2 < σa= 140 N/mm2 ok
τ= S / A'= 4087.5 × 103 / 975
= 4.129 N/mm2 < σa= 80 N/mm2 ok
A':腹板斷面積 = 150.0 × 6.5 = 975 mm2
(4). 活荷重撓度照查:
δL = 5 × ML × L2 / ( 48 × E × I )
= 5 × 2734.4 × 5. 02 / ( 48 × 2.1 ×105× 861 ×104)
= 3.94 mm
3.94 / 5000 = 1 / 1270< 1 / 600 ok
3. 檢查路的設計在應用中的一般規(guī)定
檢查路的支持間隔和橋梁本身的構造關系密切,因此不同的橋梁或者同一個橋梁本身檢查路支持間隔也會有不同,也就造成了理論設計上應該各不相同。但是從施工性以及經濟性來考慮,檢查路的槽鋼斷面應該統(tǒng)一在一個范圍內才具有可操作性。因此在日本的規(guī)范中除非特殊情形需要計算,一般情況下根據規(guī)范來進行選材即可,可以參考如下表格(摘自:《道路橋設置要領(案)》-平城18年3月)。
結語
國內橋梁設計與施工中,目前看多數(shù)橋梁在設計過程中很少考慮到后期維護的便捷性與安全性,日本作為一個地震多發(fā)國家,在橋梁設計,施工以及后期維護方面有很多先進的經驗值得我們借鑒。隨著我國經濟的騰飛,橋梁在交通中的重要作用日益顯現(xiàn),橋梁設計過程應該多借鑒先進國家的經驗來推動我國基礎建設的步伐。
參考文獻
[1]日本道路協(xié)會.道路橋示方書同解說.日本(平成23年12月)
[2]日本橋梁建設協(xié)會.鋼橋附屬物的設計設計手引.日本(平成11年3月)