陳志文

摘 要：裝配式鋼混組合箱梁橋作為一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)，采用全預(yù)制現(xiàn)場裝配技術(shù)進行建設(shè)，橋面板等構(gòu)件在工廠進行預(yù)制，不但可以使構(gòu)件的質(zhì)量得到保障，還能大幅度提升橋梁工業(yè)化水平。在裝配式鋼混組合箱梁橋進行設(shè)計的過程中，應(yīng)對相關(guān)的設(shè)計參數(shù)進行合理確定，并了解跨徑的設(shè)計要點，從而確保橋梁結(jié)構(gòu)的整體受力性能。

關(guān)鍵詞：裝配式;箱梁橋;結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：U448.213 文獻標識碼：A

1 裝配式鋼混組合箱梁橋結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計參數(shù)

對于橋梁設(shè)計而言，一方面要考慮結(jié)構(gòu)的受力性能，另一方面應(yīng)當滿足快速施工的需求。鑒于此，對橋梁的結(jié)構(gòu)體系與構(gòu)造進行研究，并確定出科學(xué)合理的設(shè)計參數(shù)顯得尤為必要。具體包括預(yù)制橋面板構(gòu)造、鋼箱梁構(gòu)造以及剪力連接件構(gòu)造。

1.1 預(yù)制砼橋面板

在裝配式鋼混組合箱梁橋中，預(yù)制砼橋面板構(gòu)造包含以下內(nèi)容：厚度、配筋、縱橫向板縫以及預(yù)應(yīng)力等。

1.1.1 橋面板厚度

橋面板在裝配式鋼混組合箱梁橋中的主要作用是，承受車輪的壓力與沖擊力，從而使得橋面板很容易產(chǎn)生疲勞破壞。同時，過薄的橋面板剛度相對較低，會對橋面鋪裝造成不利影響。所以應(yīng)對橋面板的厚度進行合理確定。在具體設(shè)計時，橋面板的最小厚度應(yīng)當不低于178 mm，這個厚度不包含磨耗的厚度，可以通過最小混凝土保護層的要求對橋面板的最小厚度進行控制，當設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力筋時，橋面板的最小厚度應(yīng)當不低于190 mm;依據(jù)我國現(xiàn)行GB50017規(guī)范中給出的規(guī)定要求，裝配式鋼混組合箱梁橋的橋面板寬度應(yīng)當不小于180 mm，可按照實際情況設(shè)置承托。

1.1.2 配筋

橋面板的縱向鋼筋歸屬于受壓鋼筋的范疇，可以按照構(gòu)造要求進行合理配置，需要預(yù)留出一定的錨固長度;成橋前，橫向鋼筋需要承擔混凝土的自重（吊裝），成橋后則需要承擔縱向劈裂效應(yīng)，可據(jù)此對橋面板進行配筋。

1.1.3 縱橫向板縫

縱向板縫的設(shè)置主要是為了連接橋面板，可設(shè)置U型鋼筋，確保橋面板的連接質(zhì)量;橫向板縫常見的類型有兩種，分別為企口縫和剪力鍵板縫，其中剪力鍵板縫不需要設(shè)置預(yù)應(yīng)力，通過環(huán)氧樹脂膠接即可。在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，剪力鍵板縫的耐久性一般，所以推薦采用企口縫進行連接。

1.1.4 預(yù)應(yīng)力

通過設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力能夠進一步提升橋面板的性能，可以有效預(yù)防板縫開裂的情況發(fā)生。板縫澆筑完畢后，可進行預(yù)應(yīng)力鋼束張拉，然后再澆筑剪力件槽孔混凝土。在對縱向預(yù)應(yīng)力進行確定時，以1.5 MPa～2.5 MPa為宜。

1.2 鋼箱梁構(gòu)造

1.2.1 梁高

相關(guān)研究結(jié)果顯示，裝配式鋼混組合箱梁橋中，鋼箱梁的高寬比對箱梁的畸變與翹曲會產(chǎn)生一定程度的影響。因此，對梁高進行合理確定顯得尤為重要。鋼箱梁的高度為跨徑的1/18-1/30，梁高的最小取值為跨徑的1/25。

1.2.2 間距

裝配式鋼混組合箱梁橋的主梁中心間距可以取2.5 m～4.0 m。而從前期制造與后期管維的角度，梁底板的寬度應(yīng)當不低于1.2 m，以便人員進行檢查和焊接作業(yè)。

1.3 剪力連接件

為提高剪力連接件的連接效果，可以采用簇釘群，其最大間距應(yīng)當控制在1 200 mm以內(nèi)，連接度應(yīng)當≥0.7;栓釘可以選用大直徑的栓釘，以此來減少焊接作業(yè)量;槽孔后澆材料可以選用高強砂漿。

2 裝配式鋼混組合箱梁結(jié)構(gòu)跨徑設(shè)計要點

2.1 跨徑設(shè)計參數(shù)

對于裝配式鋼混組合箱梁橋而言，在進行跨徑設(shè)計時，可以選用的標準跨徑有四種，分別為20 m、25 m、30 m和35 m，以上跨徑中，橋面板厚度相同，為0.22 m;橋面板寬度相同，為3.0 m;箱梁的高度不同，依次為0.8 m、1.0 m、1.2 m和1.4 m;雙車道和三車道的主梁個數(shù)相同，前者為4個，后者為5個;主梁的間距相同，均為3.2 m;剪力槽的孔間距相同，均為1.0 m;預(yù)應(yīng)力相同，均為1.5 MPa。鋼箱梁的高跨比按照1/25進行設(shè)計。

2.2 材料選擇

在裝配式鋼混組合箱梁橋設(shè)計中，材料的選擇是一個較為重要的環(huán)節(jié)，具體包括以下材料：

2.2.1 鋼材

所需的鋼材有鋼板、角鋼、栓釘以及高強度螺栓等。其中鋼板主要用于橋梁主體結(jié)構(gòu)及橫向連接，可以選用低合金鋼Q345D，并確保選用的鋼板符合現(xiàn)行GB/T1591的規(guī)定要求;角鋼用于焊接耳板，采用等邊角鋼，型號為∠80×10和∠100×10;栓釘采用圓柱頭焊釘，規(guī)格為Φ22×180;高強度螺栓與螺母的性能和質(zhì)量應(yīng)當與現(xiàn)行GB/T1231的規(guī)定要求相符。

2.2.2 混凝土

裝配式鋼混組合箱梁橋?qū)炷恋膹姸鹊燃壱筝^高，可采用強度等級為C50的混凝土，橋面鋪裝層則可選用瀝青砼。

2.2.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線

預(yù)應(yīng)力筋可以選用抗拉強度為1 860 MPa、公稱直徑為15.2 mm的高強度、低松弛的鋼絞線，并確保其力學(xué)性能與現(xiàn)行GB/T5224的規(guī)定要求相符。

2.2.4 錨具與支座

錨具采用扁形錨具，預(yù)應(yīng)力管道采用金屬波紋管;支座采用板式橡膠支座，其力學(xué)性能應(yīng)當與國家現(xiàn)行規(guī)范標準的規(guī)定要求相符。

2.3 受力計算

2.3.1 鋼箱梁受力

裝配式鋼混組合箱梁橋中的鋼箱梁下部不需要設(shè)置臨時支撐，可將鋼箱梁本身作為支撐，對混凝土板進行現(xiàn)場澆筑，此時的鋼箱梁單獨承受各類施工荷載。故此，應(yīng)對其受力變形情況進行計算。

2.3.2 組合梁受力

當后澆剪力槽孔的混凝土強度達到設(shè)計要求后，鋼箱梁與混凝土板之間便會形成一個組合式截面，此時二者會共同對后續(xù)施加的橋面鋪裝荷載及活荷載等進行承擔。以最大跨徑35 m為例，經(jīng)計算，其抗彎承載力為27 571 kN·m，該數(shù)值與規(guī)范中的承載力要求相符;組合梁的撓度為43.5 mm，符合要求。

2.4 制作要點

2.4.1 橋面板的預(yù)制要點

在橋面板進行預(yù)制的過程中，應(yīng)當先對預(yù)應(yīng)力管道的位置進行確定，要保證管道位置的準確性，可使用鋼模板，以此來確保橫坡與設(shè)計要求相符;對預(yù)制板吊裝扣進行準確定位，吊裝扣的主要作用是滿足吊裝需要，故此應(yīng)當具備足夠的抗拉強度;當橋面板預(yù)制完畢后，要對預(yù)應(yīng)力管道中的雜物進行及時清理，以免造成堵塞。

2.4.2 鋼箱梁的制造

在對鋼箱梁進行制造的過程中，應(yīng)當確保所選的材料和構(gòu)造與現(xiàn)行GB50917的規(guī)定要求相符;可在指定的工廠內(nèi)完成鋼箱梁的焊接作業(yè)，必須保證焊接質(zhì)量達到規(guī)范要求;鋼箱梁應(yīng)按照如下順序進行組合拼裝：底板、縱肋、頂板、加勁肋、橫隔板，其中底板與腹板均應(yīng)當預(yù)留出一定的長度，以便配切;按照設(shè)計要求對鋼箱梁的預(yù)拱度進行設(shè)置，可采用圍焊的方法，對角焊縫端部進行施焊;在對剪力釘進行焊接的過程中，應(yīng)當確保螺柱表面應(yīng)當潔凈，無影響焊接質(zhì)量的物質(zhì)，并使焊釘與鋼板之間相垂直，保證焊接質(zhì)量。

2.4.3 存放與架設(shè)

制造好的鋼箱梁應(yīng)當進行妥善存放，在存放及運輸?shù)倪^程中，除了要避免變形之外，還要確保平衡、穩(wěn)定，不得出現(xiàn)偏載的情況;鋼箱梁運至的工程現(xiàn)場后，應(yīng)當借助起重設(shè)備將其吊送到相應(yīng)的位置處，通過人工輔助調(diào)整后，安放于支座上。在對鋼箱梁進行架設(shè)時，應(yīng)當使用相應(yīng)的儀器對位置進行確認，誤差不得超出允許范圍。

3 結(jié)語

綜上所述，裝配式鋼混組合箱梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，除了要了解相關(guān)的設(shè)計參數(shù)之外，還應(yīng)掌握跨徑設(shè)計要點，從而確保設(shè)計出來的箱梁橋結(jié)構(gòu)合理。

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