公路鋼橋面板施工技術(shù)論文

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1正交異性鋼橋面板構(gòu)造的改進(jìn)

鋼橋面板是主梁的上邊，它在實(shí)際的施工中要承受車(chē)輛的碾壓作用，上文中我們已經(jīng)提到，鋼橋面板由三個(gè)部分構(gòu)成，一個(gè)是面板，一個(gè)是縱肋，一個(gè)是橫肋，而且在焊接完成之后，其自身的構(gòu)造有著非常強(qiáng)的復(fù)雜性，如果車(chē)輛通過(guò)這一部分，輪載會(huì)在每個(gè)部分都產(chǎn)生非常明顯的應(yīng)力，同時(shí)在部件交叉的位置會(huì)產(chǎn)生局部應(yīng)力，而這些部位的變形情況也相對(duì)比較嚴(yán)重。而這一部分的受力也相對(duì)比較復(fù)雜，所以在鋼橋面板設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要考慮到面板結(jié)構(gòu)疲勞這一重要的因素，只有對(duì)其予以充分的考量和重視，才能對(duì)薄弱環(huán)節(jié)予以相應(yīng)的調(diào)整和改進(jìn)。在改進(jìn)之后，面板采用的是陶瓷襯墊單面焊雙面成型的技術(shù)，U形肋使用的是高強(qiáng)度的螺栓對(duì)接拼接的方式。在改進(jìn)之后，鋼橋面板出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象會(huì)大大的降低，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)在施工的過(guò)程中有效的降低了裂紋發(fā)生的概率，同時(shí)工地頭縱向焊接的情況也得到了有效的控制，使得鋼橋面板的抗疲勞程度得到了有效的改善，與此同時(shí)，這種連接方式也不會(huì)對(duì)橋面的鋪裝質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。

2試件設(shè)計(jì)和制造

在對(duì)正交異性鋼橋面板剛度和荷載所引起的彎曲效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)和縱肋共同作用的鋼橋面板的有效寬度赫爾縱向的間距予以高度的重視。鋼箱梁工地接頭的位置面板通常采用的是單面焊接雙面成型的工藝，所以在面板的內(nèi)側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢眯枰O(shè)置一個(gè)陶瓷襯墊，所以在焊縫下的U型肋側(cè)面的位置必須要打開(kāi)一個(gè)開(kāi)口，這樣就可以讓襯墊更容易通過(guò)指定的位置，缺口的寬度一定要合適，如果寬度太小，施工的便利性會(huì)受到極大的影響，如果開(kāi)口過(guò)大馬廄會(huì)使得周?chē)植康膽?yīng)力明顯增加。

3試驗(yàn)概況

3.1測(cè)點(diǎn)布置

為研究缺口附近面板上的應(yīng)力分布情況，在缺口附近面板上密集布置測(cè)點(diǎn)，其中面板焊縫附近的12個(gè)測(cè)點(diǎn)貼雙向應(yīng)變片測(cè)量縱、橫雙向應(yīng)力。除了缺口附近布置測(cè)點(diǎn)外，在試件跨中及與試件焊栓接頭對(duì)稱(chēng)的位置，也相應(yīng)地布置了測(cè)點(diǎn)。

3.2疲勞試驗(yàn)

選取試件Ⅰ進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，疲勞試驗(yàn)加載位置為焊栓接頭處，荷載范圍40～90kN，循環(huán)次數(shù)為200萬(wàn)次。根據(jù)有限元計(jì)算，試件跨中加4OkN荷載時(shí)，試件跨中U形肋下表面的最大應(yīng)力與橋梁恒載作用下產(chǎn)生的最大應(yīng)力相當(dāng)，當(dāng)加90kN荷載時(shí)，其最大應(yīng)力與橋梁恒載、活載共同作用下產(chǎn)生的最大應(yīng)力相當(dāng)，故選取以上疲勞試驗(yàn)加載范圍。

3.3靜載試驗(yàn)

兩個(gè)試件都作靜載試驗(yàn)。靜載試驗(yàn)分兩種加載方案，一種是在焊栓接頭處加載，另一種是在跨中加載。根據(jù)有限元計(jì)算，當(dāng)試件跨中作用140kN的荷載時(shí)，試件最大應(yīng)力處（跨中U形肋下表面）的應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)容許應(yīng)力200MPa，試驗(yàn)中考慮到較實(shí)際受力情況更不利的狀態(tài)，將最大靜載加到175kN，為實(shí)際軸重力的2.5倍，使試件的最大計(jì)算應(yīng)力達(dá)到鋼材流動(dòng)極限的75％。加載等級(jí)分四級(jí)和五級(jí)。

4試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1豎向撓度

在對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)后發(fā)現(xiàn)，在不同荷載等級(jí)的作用下，所測(cè)到的豎向撓度值與預(yù)先通過(guò)計(jì)算后得出的數(shù)值幾乎相同，表明了該連接技術(shù)方法是比較可行的。其中在跨中進(jìn)行荷載試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)焊接螺栓接頭處的豎向撓度要比起對(duì)稱(chēng)位置的接頭撓度小一些，經(jīng)過(guò)研究分析后得知，這是因?yàn)榍罢叱耸褂酶邚?qiáng)度螺栓進(jìn)行連接，還另外夾了兩塊拼接板。這就使得腹板的厚度增大了許多，因而增大了焊栓接頭的剛度值。

4.2疲勞強(qiáng)度

在下限為40kN、上限為90kN（分別為實(shí)際軸重力的57％和1.23倍）的疲勞試驗(yàn)荷載作用下，經(jīng)過(guò)200萬(wàn)次后，試件I各部位的撓度與疲勞試驗(yàn)前基本上沒(méi)有差別，這說(shuō)明疲勞對(duì)試件的剛度幾乎沒(méi)有影響。通過(guò)20倍放大鏡目測(cè)檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋，再次經(jīng)過(guò)分級(jí)靜載試驗(yàn)，結(jié)果表明，各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力大小及其與荷載的線性關(guān)系同疲勞前一樣?？梢哉J(rèn)為，大型公路鋼箱梁正交異性橋面板結(jié)構(gòu)采用焊栓連接后，其抗疲勞性能很好。

4.3局部應(yīng)力

在外加荷載作用下，兩個(gè)試件的大多數(shù)對(duì)稱(chēng)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)應(yīng)力基本對(duì)稱(chēng)。當(dāng)在焊栓接頭處加載時(shí)，將兩個(gè)試件的實(shí)例應(yīng)力進(jìn)行比較，就會(huì)發(fā)現(xiàn)：試件Ⅱ焊栓接頭附近面板上的縱向應(yīng)力比試件I大，在其他測(cè)點(diǎn)，兩個(gè)試件的實(shí)測(cè)縱向應(yīng)力基本上一致；當(dāng)在跨中加載時(shí)，在所有的測(cè)點(diǎn)，兩個(gè)試件的應(yīng)力都差不多，而且數(shù)值很小，與焊栓接頭處對(duì)稱(chēng)部位的縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力也與焊栓接頭處對(duì)應(yīng)點(diǎn)的縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力基本一致。實(shí)例應(yīng)力基本上隨著荷載的增加而呈線性增加，而且基本上與計(jì)算值相吻合。

5結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前的公路建設(shè)施工的過(guò)程中，很多新的技術(shù)都在逐漸的推廣和應(yīng)用，而鋼箱梁翹班施工技術(shù)是其中應(yīng)用比較廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，在這項(xiàng)技術(shù)當(dāng)中，傳統(tǒng)的施工方式已經(jīng)出現(xiàn)了非常明顯的弊端，所以應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)，只有這樣，才能更好的保證施工的質(zhì)量，同時(shí)還會(huì)使得工程的合理性更強(qiáng)，推動(dòng)了我國(guó)公路建設(shè)行業(yè)的健康發(fā)展。

作者：崔艷穎 單位：遼寧省路橋建設(shè)集團(tuán)工程檢測(cè)有限公司