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桥梁护栏范文1
关键词:防撞护栏;抗弯承载力;抗剪承载力;最小配筋率
中图分类号:U445文献标识码:A
一、概况
随着我国汽车数量和装载量的不断增加,交通事故频繁发生,给人们生命和财产造成巨大损失。其中有很多交通事故是由于防撞护栏自身强度不够造成了二次重大交通事故。公路桥梁路侧防撞护栏按防撞等级可以分为B、A、SB、SA、SS五级,常用中央分隔带桥梁护栏按防撞等级可以分为Am、SBm、SAm三级。防撞护栏按型式可以分为钢筋混凝土墙式护栏、钢筋混凝土梁柱式护栏(如图1.1a)、金属梁柱式刚性护栏(如图1.1b)和组合式护栏(如图1.1c)。其中钢筋混凝土墙式护栏可分为F型混凝土护栏(如图1.1d)、单坡型混凝土护栏(如图1.1e)和加强型混凝土护栏(如图1.1f)。
图1.1a 钢筋混凝土梁柱式护栏图1.1b金属梁柱式刚性护栏 图1.1c组合式护栏
图1.1dF型混凝土护栏 图1.1e单坡型混凝土护栏图1.1f加强型混凝土护栏
之前很多学者都进行了汽车冲击防撞护栏碰撞力[1]、运动响应分析[2]和超高防侧翻[3]研究,基于一定的假设和力学模型计算了碰撞荷载的大小。本文基于文献[4]的碰撞荷载数据以及外形要求对SA、SAm级典型的F型防撞护栏进行了结构承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
SA、SAm级典型的F型防撞护栏的外形图如图1.2,结构图如图1.3。
图1.1 典型F型防撞护栏外形图 图1.2 典型F型防撞护栏结构图
二、计算内容
护栏计算截面抗弯承载力验算。护栏计算截面斜截面抗剪承载力验算。
三、基本设计资料
(一)基本尺寸参数
本算例中的基本尺寸参数见表3.1。其中
表3.1(a) 基本断面尺寸参数表
表3.1(b) 基本钢筋尺寸参数表
1、依据文献[4]5.4.3款第(3)条要求:迎撞面混凝土保护层厚度不小于4cm;本示例中取5cm。依据文献[5]9.1.1款要求:非迎撞面混凝土保护层厚度由结构所处的环境条件决定(Ⅱ类环境下最小保护层厚度为2.5cm);本示例中取3.5cm。
2、本示例中汽车碰撞荷载被视为线分布均布荷载,所以取护栏单位长度1m范围内的结构进行分析计算。
3、依据文献[4]5.4.3款第(1)条要求:护栏高度H根据护栏的防撞等级确定;本示例为A、Am级护栏,故根据规范取1m,由于在下缘处力矩最大,所以取这个截面进行承载力验算。
4、铺装层厚度H1需根据结构的实际铺装层厚度取值,本示例中取0.2m。
5、碰撞荷载距计算截面的距离
。
6、受拉区有两排钢筋,但钢筋间距较大,本示例计算中仅考虑最外侧受拉钢筋参于结构抗弯,由于受拉区而无预应力钢筋,所以受拉区普通钢筋和预应力钢筋合力作用点至受拉边缘的距离;计算截面的有效高度。
(二)基本材料参数
本示例中的基本材料参数见表3.2。其中
表3.2 基本材料参数表
(1)依据文献[4]5.1.1款要求:高速公路、一级公路桥梁护栏的混凝土强度等级不应低于C30,其他公路桥梁护栏的混凝土强度等级不应低于C20;本示例中取C35。
(2)栏杆中除通长钢筋是HPB235光圆钢筋外,其他的受力钢筋均为HRB335带肋钢筋。
(三)基本荷载参数
本示例中的基本荷载参数见表3.3。其中
表3.3 基本荷载参数表
1、依据文献[6]4.1.6条第1款要求:结构重要性系数需根据公路桥涵的设计安全等级调整;本示例中取设计安全等级为一级,对应的结构重要性系数为1.1。
2、依据文献[4]4.6.1款要求:碰撞荷载标准值F0和荷载分布长度L需根据护栏的防撞等级确定;本算例为A、Am级护栏,故依据文献[4]4.6.1款要求本示例中碰撞荷载标准值为86kN/m,荷载分布长度为5m。
3、弯矩设计值,剪力设计值。
四、计算的基本假设
计算截面符合平截面假定。材料在荷载作用下处于小变形和线弹性阶段。
五、计算过程
(一)最小配筋率要求
文献[5]9.1.12款第 2条规定受弯构件一侧受拉钢筋的配筋百分率不应小于,同时不应小于0.20。
其中桥面板处护栏截面受拉钢筋配筋率为且大于0.20,满足规范最小配筋率的要求。
现将沿护栏高度方向的受拉钢筋配筋率绘制在图5.1中。不难发现:整个护栏沿高度方向上受拉钢筋配筋率是满足规范要求的。
图5.1 受拉钢筋配筋百分率随距桥面板距离变化曲线
(二)抗弯承载力验算
1、计算受压区混凝土高度(依据文献[5]5.2.2款式5.2.2-2:,本示例计算中不考虑受压区钢筋参于抗弯)
2、检验截面受压区高度是否满足文献[5]5.2.2款式5.2.2-3:
其中,满足要求。
3、验算截面抗弯承载力(依据文献[5]5.2.2款式5.2.2-1:
其中
,满足抗弯承载力要求。
(三)斜截面抗剪承载力验算
1、检验抗剪截面是否满足文献[5]5.2.9款式5.2.9:要求
其中
,满足抗剪截面要求。
2、检验是否需要进行斜截面抗剪承载力验算,也就是说是否满足文献[5]5.2.10款式5.2.10:
其中;
,不需要进行斜截面抗剪承载力验算。
(四)抗弯承载力包络图
通过对截面抗弯承载力验算发现:截面的抗弯承载力富裕不大,虽然在桥面板以上部位护栏受到的弯矩减小,但是由于截面减小抗弯承载力也减下,可能最不利截面在桥面板以上某一部位,因此需要桥面板以上护栏进行抗弯承载力验算,现将桥面板以上护栏抗弯承载力和荷载数值随距桥面的距离绘制在图3.1中。
图5.2护栏抗弯承载力和荷载数值随距桥面板距离变化曲线
分析图5.2不难发现:在桥面板处护栏的抗弯承载力富裕量最小,整个护栏沿高度方向上承载力是满足规范要求的。
桥梁护栏范文2
实际工程中应用的防撞护栏钢模选择厚度为5mm的钢板进行加工,长度根基公路桥梁的限行和具体的施工条件决定。该桥梁位于半径为780m的缓和曲线上,通过计算选择钢模的长度为1.6m;为了便于施工,钢模的高度适当小于防撞护栏的设计高度98cm,将钢模的高度定为94cm。模板的背部设置两道纵向加劲肋,应用6号槽钢,木板的形状则根据防撞护栏的构造进行设计与加工。顶面的两侧设定长宽为1.5cm的角钢倒角,这样的设计能够保证浇筑护栏过程中能够一次性将倒角浇筑成型。为了便于安装,还需要在模板顶部设置两个U型上拉杆定位卡,底部设置孔下拉杆。
2防撞护栏的施工工艺
高速公路桥梁防撞护栏的施工流程为:首先对防撞护栏范围内的污染物进行清理,如并没钢筋和混凝土面的杂物和垃圾进行清理;然后进行实地测量与放样;接下来安装防撞护栏钢筋、做三角高强混凝土墙;随后安装模板;进行混凝土浇筑;最后拆模以及进行保养。
2.1实地测量和放样
在施工前需要对高速公路桥梁进行全线测量,根据设计坐标和线路曲线参数找出左右侧防撞护栏底座的内外边沿线。根据文章中桥梁的特点,施工人员选择每间隔3m对防撞护栏底座的坐标线进行测定,并使用红漆进行标记。在防撞护栏边缘外设置水平定位测点,以桥墩中心连线作为对称轴线前后各1cm间距的位置使用墨斗弹出防撞护栏断缝横线。
2.2安装钢筋
防撞护栏的安装直接影响到公路桥梁的美观,因此对其质量要求较高,实际安装过程中应用混凝土垫块对钢筋保护层厚度进行控制。在预制T梁的同时进行钢筋预埋,防撞护栏施工期间没间隔3m绑扎定位钢筋骨架,并将其与预埋钢筋焊接。相邻的钢筋骨架之间还应当安装中间钢筋,才能够在保证钢筋保护层厚度的基础上满足防撞护栏的外观需求。
2.3三角高强混凝土定位墙
根据防撞护栏底座的水平点进行水平垫块施工,高度是防撞护栏设计标高减去模板高度,施工的间距根据平面上防撞护栏底座以外的模板长度而定。水平垫块施工完成之后,根据∠63×63cm的角钢作为模型,沿着防撞护栏的底座边缘线两侧,使用高强混凝土浇筑三角定位墙。
2.4模板的安装
将模型放置在水平垫快上仅仅依靠三角定位墙的一侧,同时将两端的拉杆穿过下拉杆孔,将螺帽拧紧、锁定模型底部。工程施工期间为了节约经济成本,拉杆防撞护栏部分使用管径为18mm的UPVC管进行处理,以保证拆模之后拉杆能够方便地抽出,从而反复利用拉杆。在拉杆的两端分别拧紧螺帽,上拉杆定位卡卡在螺帽之间,继而可以通过调整螺帽距离减少与防撞护栏宽度的差距,通过宁静外侧螺帽对模板上部分进行锁定。根据已知的定位点,通过垂线支距法对模型校正。对拉线装置进行调整可以将模型顶内边沿调整到空中定位线,然后通过小圆木斜撑支衬模型形成体系。通过划线定位可以确定预埋件的具置,然后将预埋件焊接固定在护栏钢筋上。为了避免漏浆现象的出现,在模型边线和三角高强混凝土垫块钱的侧面还需要进一步粘贴宽度为4cm的泡沫橡胶止浆带。
2.5混凝土的浇筑
文章中高速公路桥梁防撞护栏进行混凝土浇筑时,选择应用纵向分段、水平分层、倒退式的施工方式。采用罐车移动塑料的方式根据水平分层法进行混凝土灌注,将每一层的厚度控制在30cm,使用插入式振捣器进行振捣,对顶面进行收浆抹面。拆模之后连续养护7d,将断缝处的残留泡沫板清楚,并填筑沥青麻筋。施工中还需要注意马蹄部分狭窄变断面的气泡排出较为困难,容易出现蜂窝麻面和气泡现象,所以应当以马蹄斜坡底线为界进行分层,才能够保证混凝土的密实度及外观的质量。
3高速公路桥梁防撞护栏施工常见的质量缺陷处理措施
前文中提到防护栏混凝土常见的外观质量缺陷主要有蜂窝麻面、气泡、边线不整齐、表面出现层印以及斑纹颜色不一致等。针对以上的外观质量缺陷,首先应当从材料方面控制,尽量选择中低热水泥,降低硬化过程中的水化热,严禁使用过期变质或出现硬块的水泥,项目工程中选择相同厂家相同品牌的水泥,并尽量保证为同一批次;选择合适的粗骨料级配,含泥量绝对不能超过1%,选料的颜色基本一致;在混凝土中加入早强缓凝双功能减水剂。施工工艺上,合理确定模板的长度,确保模板已具有足够的刚度,重复使用的条件下不会发生变形;在安装模板之前应当适量涂抹脱模剂;安装期间保证模板的平整,打磨光滑,接缝位置涂抹一层粘接剂。混凝土应充分搅拌,浇筑采用纵向分段水平,分层的方法进行,振捣适度,适当延长时间,切忌过度振捣,将混凝土中的气泡排出。
4结束语
桥梁护栏范文3
Abstract: For the bridge which is located in densely populated areas such as towns and suburban, the sidewalks, railings, fence and lamp post should be set; for the bridge which is located out of towns other than the few pedestrians, you can not set up the sidewalks and lamp posts, but the railings, safety belts or guardrail must be set. Although these facilities are not directly involved in the force of the bridge structure, they have an important role in the safety of vehicles and pedestrians, as well as the aesthetics of the bridge.
关键词: 桥梁工程;栏杆;人行道;护栏;灯柱;设计原则
Key words: bridge engineering;railings;sidewalk;fence;lamppost;design principles
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)34-0068-02
0 引言
城市桥梁上的栏杆和灯柱,对于桥的景观起着很大影响,在设计时应重视其艺术造型,不仅应达到装饰点缀的艺术效果,而且与周围的环境和桥梁结构整体相协调,给行人和车辆提供一个广阔的视野,并能使其具有可靠的安全感。
1 人行道和安全带设计
人行道是位于行车道路两侧,专供行人行走的路幅或桥面部分。位于城镇及近郊的桥梁,一般均应设置人行道。人行道的宽度由行人的交通量决定,一般可为0.75m或1.0m,当宽度要求大于1.0m时,按0.5m的倍数增加。行人比较稀少地区的桥梁上也可以不设置人行道,为了保证交通安全,应在行车道两侧设置宽度不小于0.25m、高度为0.25~0.35m的护轮安全带。近年来,在一些高等级桥梁设计中,为了充分保证高速行车安全,安全带的高度已达到0.40m以上。安全带可以做成预制块件或与桥面铺装层共同现浇。预制的安全带有矩形截面和肋板式截面两种,安全带的构造以矩形截面较为常用。现浇的安全带宜每隔2.5~3.0m做一条断缝,使其能够自由伸缩变形,以免参与主梁受力而受到损坏。人行道的构造形式多种多样,按施工方法不同,可分为就地浇筑式、预制装配式、部分装配和部分现浇混合式三类附设在板上的人行道构造。人行道部分用填料垫高,上面敷设2~3cm的水泥砂浆或砂青砂面层;内侧设置路缘石,对人行道提供安全保护作用。在跨径较小,人行道宽度相对较大的桥梁上,可将墩台在人行道处部分加高,再在其上直接搁置专门的人行道承重板。对于整体浇筑的小跨径钢筋混凝土梁桥,常常将人行道设在行车道的悬臂挑出部分上,布置形式可以将人行道与行车道板及梁整体地联结在一起,桥梁的整体性比较好这样做可以缩短墩台的长度但是给施工带来许多不便在工程中实际应用很少。整体预制的肋板式人行道将其直接搁置在主梁上,人行道下可设置过桥的管线,一般宜在起重条件较好的工程采用:这种方法施工快速、方便,但对管线的检修和更换十分困难。《公路桥涵标准图 装配式后张法预应力混凝土工形组合梁斜桥下部构造》(JT/G QB014-1998)中的一种分段预制、悬臂安装的人行道构造,主要由人行道板、人行道梁、支撑梁及缘石组成。人行道梁分为A、B两种形式,A式要安装栏杆柱,所以应当做得宽一些。人行道梁搁在行车道的主梁上,端部为悬挑结构,根部则通过预埋的钢板与桥面板内伸出的锚固钢筋焊接。支撑梁用以固定人行道梁的位置,人行道板则铺装在人行道梁上。这种构造的人行道,预制块件小巧而轻盈,但施工比较麻烦。人行道顶面通常铺设20mm厚的水泥砂浆或沥青砂作为面层,并以此面层形成倾向桥面1.0%~1.5%的排水横坡。城市桥梁人行道顶面可以铺设彩色砖,以增加路面的美观。此外,人行道在桥面断缝处也必须没置相应的伸缩缝。
2 栏杆与护栏设计
二级及二级以上公路的特大桥、人桥和中桥可设置栏杆和安全带,也可采用将栏杆和安全带有机结合的安全护栏。高速公路和一级公路上的桥梁必须设置护栏。
2.1 桥梁上的栏杆:桥梁上的栏杆是设置在桥面两侧.以利于车辆和行人安全过桥的防护设施。常用钢筋混凝土、钢材、铸铁或圬工材料制作。按栏杆的形式不同,可分为节间式和连续式。节间式由栏杆柱、扶手及横挡(或挡板)组成,便于预制和安装,但对丁不等跨分孔的桥梁,在节间划分上感到困难。连续式栏杆的扶手连续,一般由扶手、栏板及底座组成,采用有规律的栏板,这种栏杆简洁、明快,有节奏感,但一般自重较大。桥梁栏杆的分类桥梁上的栏杆按照制作材料不同,叮分为钢筋混凝土栏杆、钢栏杆、混合式栏杆、木栏杆、石料栏杆和塑料栏杆等。在公路桥梁上,常用钢筋混凝土栏杆、钢栏杆和石料栏杆。根据栏杆的高度不同,可分为高栏、中栏和低栏,公路与城市道路桥梁上栏杆的高度不得低于1.0m。栏杆从布置形式上不同,可分为节间式和连续式。桥梁栏杆的强度:桥梁上的栏杆主要作用是防护和装饰,在设计时必须首先考虑到栏杆结构安全可靠,真正起到防护的作用。尽管桥梁栏杆的计算,在桥梁结构计算中占次要地位,但作为一种安全防护设施,其坚固性和耐久性必须认真对待。栏杆的美学要求:栏杆是桥梁上突出表面的构造物,其设置在桥面的边缘,对桥梁起着重要的装饰作用。当行人走在桥上或车辆行驶在桥上,首先看到的就是桥上的栏杆,因此,对于桥梁上的栏杆具有较高的美学要求,必须有优美的造型和协调的搭配,并使其适应周围的环境,让人感到有一种美的享受。栏杆的构造形式应避免与桥梁结构雷同,设计时应将两者结合起来考虑。对于拱式桥,栏杆应尽量采用直线形式,且应多数与水平线垂直;对于斜拉桥,斜拉索与塔柱形成巨大的伞状,栏杆宜采用连续式;对于梁板式桥,由于构成桥体的主要线条除桥墩外多数为水平线,所以栏杆设计应以垂线为主。
2.2 桥梁上的护栏:桥梁上的护栏又称护栅,是为使车辆与车辆或车辆与行人分道行驶,以及防止车辆驶离规定行车道位置而设置的安全防护设施。前者称为防护栏,后者称为防撞护栏。桥梁护栏按设置部位不同,可分为桥侧护栏、桥梁中央隔带护栏和人行与行车道分界处护栏。按护栏的构造特征不同,可分为钢筋混凝土墙式护栏、梁柱式护栏、组合式护栏和缆索式护栏等。缆索式护栏是一种以数根施加初张力的缆索固定于立柱上而组成的结构,按其防撞性能有刚性护栏、半刚性护栏和柔性护栏三种。材料上可采用钢筋混凝土或金属材料,所示为金属制护栏构造。桥梁护栏形式的选择,首先应从安全角度考虑,满足其防撞等级的要求,避免在相应设计条件下的失控车辆跃出,同时还应综合考虑公路等级、桥梁护栏外侧危险物的特征、对护栏美观的要求、对工程经济性要求,以及运营中养护维修等因素。
3 照明灯柱的布设
位于人口稠密地区桥梁和车辆较多的公路桥,均应设置照明设施,必然也要设置照明灯柱。对于行车道和人行道均不宽的桥梁,灯柱可以设置在栏杆上;如果人行道较宽时,可将灯柱设置在靠近路缘石处。当桥面很宽并设有快车道和慢车道时,可将灯柱设置在快、慢车道之间的分隔带处。具体的设置位置,可根据桥梁横断面的具体情况而确定。对于一些城市桥梁和大型公路桥,在美观上要求都是比较高的,照明灯柱的设计不但要从桥的本身观赏角度去考虑,而且还要符合全桥在立面上与周围环境统一协调的艺术造型,使桥梁的照明设施成为所在地区夜景增辉添色。
3.1 桥梁上的照明方式:根据我国已建桥梁的统计,其照明一般可分为栏杆照明方式、常规照明方式和高杆照明方式三种。在沿着桥梁轴线上,按照一定的间距,在人行道两侧栏杆上距人行道顶面0.8~1.0m高的位置设置特制照明器的方法称为栏杆照明方式。这种方式适用于路幅宽度小于18m的桥面照明,由于路面的宽度较窄,桥面亮度水平一般比较容易满足。但是,解决眩光和提高桥面亮度均匀度水平比较困难。在城市和高等级公路桥梁中很少采用。
3.2 常规照明方式:常规照明方式是将照明器安装在8~12m高的灯杆顶端,并将灯杆沿顺桥向布置,其布置的方式可分为单侧直线布置、双向对称布置、中心对称布置和交错排列布置。单侧直线布置是指所有灯具均布置在桥梁的一侧,适合于比较狭窄的桥面。双向对称布置是将照明灯具布置在桥面行车道外侧的人行道上,适用于公路特大桥、大桥及城市桥梁。中心对称布置是将照明灯具设在双幅路基的中央分隔带处,适用于高速公路和一级公路上的桥梁。交错排列布置是将照明灯具交替排列在桥面两侧,这种布置方式目前使用很少。
3.3 高杆照明方式:高杆照明方式是在一个高度为15~40m的杆上,安装由多个高功率的光源组装而成的照明器,能进行大面积的照明,这种照明设施称为高杆照明。高杆照明方式具有亮度均匀、眩光很少、造型美观等优点,被广泛用于立交桥上。但对于跨越江河的长桥,并不适用。高杆照明的照明灯具布置方式多种,常见的有平面对称式、径向对称式和非对称式。平面对称式是将灯具对称地布置在垂直对称面两侧的一个或几个水平面上,主要适用于宽阔桥面的照明。径向对称式是将灯具沿径向对称地布置在一个或几个水平面上,主要适用广场、转盘等处的照明。非对称式是根据实际照明需要而设置,主要适用于大型、多层的复杂立交桥或道路很分散的立交桥照明。
3.4 灯柱的主要类型:根据所用制作材料不同,灯柱可分为钢筋混凝土灯柱和金属灯柱两大类。钢筋混凝土灯柱,其直径为150~190mm,长度为7~15m。公路桥梁的高杆照明有的也可采用钢筋混凝土灯柱,可由数段通过焊接和法兰盘连接而成。钢筋混凝土灯柱具有养护量小、耐久性好、造价较低等优点,但也具有体积较大、质量过重、运输不便、施工困难、外形不美等缺点。金属灯柱采用整根钢管或数段钢管焊接而成,是城市桥梁和高等级公路桥梁中最常用的灯柱形式。金属灯柱具有品种变化多、挑选余地大、体积比较小、质量比较轻、造型很美观、施工较方便等优点,但也具有造价比较高、维修量较大等缺点。
4 结束语
桥面系统附属设施虽为整个桥梁工程的辅工程,但为桥梁的正常应用起着重要的保障作用。实践中,随着桥梁类型的增加,针对实践中出现的新问题还需不断的探索寻求新对策。
参考文献:
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桥梁护栏范文4
关键词 箱桥;沉陷;病害;对策;千斤顶
中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)96-0144-02
1 问题提出
石龙区位于平顶山市的西部,韩梁煤田腹地。辖区内已探明各类矿产12种,原煤储量3.3亿吨,含煤面积28km2,占全区总面积的72%,是平顶山市三大煤田之一。 近年来由于煤炭资源的大量开采,石龙区部分地区出现沉陷现象,导致桥梁破坏严重,由于沉陷区处理费用高,处理难度大,该区许多危桥不能及时进行加固处理,桥梁带病运营,很可能出现大的交通事故。下面简要介绍我院处理沉陷区桥梁处理技术的研究成果和实桥情况。
2 沉陷区桥梁处理方案介绍
2.1本桥设计简况
马道口立交桥位于石龙区五高路上,是该线上的一座重要桥梁,五高路由此跨越一条小型运输铁路线,原有一座1×13米T梁桥,桥台为扩大基础U型桥台,桥梁净宽7m,全宽8m。马道口桥是该地区生产生活的重要枢纽,由于该桥处于沉陷区,现桥梁沉陷严重,与两头道路形成明显凹形,严重影响道路运行,下穿铁路净空不足4m,铁路已经断行,需对原桥梁进行拆除改建,同时做好处理沉陷解决方案。
2.2桥梁改造方案
根据上述存在的问题,本着节省投资,满足桥梁使用安全的原则,拟对该桥进行改造。
1)拆除原桥上部T梁以及防撞护栏,保留原有桥梁U型桥台;
6)在原桥台上植筋,修建拉筋挡墙,恢复桥头公路运行标高,挡墙钢筋与原桥护栏预埋筋对应绑扎并浇筑混凝土,同时,按照梅花状布置对拉钢筋,钢筋外侧包裹油浸棉布防护,分层回填砂砾石并压实,要求密实度达到96%以上;
7)在浇筑箱体以及挡墙时要求按照图纸布设护栏预埋筋,待顶板砼强度达到75%以后焊接护栏钢筋,并且现浇混凝土制作安装防撞护栏;
8)修建桥头引线与原路面顺接;
9)按照铁路规范要求铺筑下穿铁路路基,恢复铁路运营。
2.3桥梁后期沉陷处理
后期桥梁在使用过程中出现沉陷情况时,由于箱桥整体性好,箱桥会出现整体沉陷的现象,对该桥可以采用千斤顶起顶恢复标高的方法进行修复,具体修复方案为:
1)拆除桥梁上部桥面结构及栏杆系,使箱桥与两侧路基路面分离;
2)挖开箱桥基础底的千斤顶作业槽,清理干净千斤顶作业槽,根据箱体重量采用合适的千斤顶四个角同时顶起箱体结构,千斤顶作业时要求四个角同步起顶,防止箱体侧翻;
3)待箱体恢复设计标高后,进行箱底压浆,并做好支护措施,保证箱桥恢复设计标高后千斤顶可以顺利撤出;
4)待水泥砂浆硬化后撤出千斤顶,回填基坑,修复原桥护栏及桥头引线,恢复公路与铁路正常运营
3 桥梁改造效果与社会效益分析
马道口立交箱桥通过本方案改造,降低了沉陷区桥梁改造处理成本,大大提高桥梁的使用寿命,后期桥梁由于沉陷出现的问题可以快捷、安全的修复,目前,该桥已经建设完成并且投入使用,桥梁使用效果良好,没有出现不良症状,后期桥梁沉陷修复有待桥梁出现沉陷时进行实际修复操作验证。
参考文献
[1]《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004.
[2]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004.
[3]《公路砖石混凝土桥涵设计规范》JTJ 022-85.《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分).
[4]《公路工程地质勘察规范》JTJ64-98.
桥梁护栏范文5
关键词:T梁;翼缘板;加固;强度
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
1.工程概况
某高速公路以一联(30+40+30)m先简支后连续T梁上跨既有铁路。未防止桥梁上的二次交通事故影响铁路的正常运营,需对原桥梁的SB级护栏改造为SS及墙式护栏,护栏自重的增加以及护栏防撞设计荷载的增加导致T梁翼缘板强度不能满足受力要求,需对该T梁翼缘板加固处理。
2.防护网及异物监测网设置方案
为保证高速铁路运营安全,需在公路桥上设置防护网及异物监测网。防护网及异物监测网安装横断面如下图。
图1-4 防护网及异物监测网安装横断面
3. 翼缘板加固设计方案
为防止碰撞二次事故发生,护栏防撞等级由SB级提高至SS级,撞击力设计值由90KN/m提高到104KN/m。偶然组合荷载效应大于T梁翼缘板承载能力,故需对翼缘板进行加固设计。加固措施如下:
增加翼缘板顶层钢筋:凿除T梁翼缘板顶层钢筋混凝土保护层,使主筋完全外露,将加强钢筋与原主筋绑扎;
增加桥面混凝土铺装层厚度、增大混凝土铺装层钢筋直径、混凝土铺装层与翼缘板竖向植筋,增强混凝土铺装层与翼缘板的整体受力性能;
翼缘板下方增设H型钢支撑,护栏的自重由H型钢支撑直接传递至T梁肋板,改善翼缘板受力机理。
翼缘板加固设计方案示意图
4 结构验算
4.1 T梁纵向整体验算
4.1.1 计算荷载及参数
1.C50混凝土,重度26KN/m3;
2.二期荷载,混凝土桥面铺装重度26KN/m3;沥青桥面铺装重度24KN/m3;护栏参考SS级护栏构造图,单侧重量按15.34KN/m;
3.汽车荷载:按公路-Ⅰ级车道荷载计算。汽车荷载的冲击力按“桥规”第4.3.2节计算,正弯矩效应冲击系数为0.320,负弯矩效应冲击系数为0.418;
4.横向分布系数 根据桥面布置(如图4-1),按刚接板梁法计算,边梁的横向分布系数为0.606。
5.防护网:每米防护网单侧重为0.932kN;
6.异物监测网:每米异物监测网单侧重为1.8kN;
7.异物监测网上承受荷载:集中力2.5KN;
8.风荷载:基本风压按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.7节,采用当地100年一遇数值0.4kN/m2;
9.支座沉降:按5mm沉降计算;
10.温度作用:整体升温20°、整体降温20°,非均匀温差按《公路桥涵设计通用规范》4.3.10节计算;
11.桥梁结构重要性系数为1.1。
图4-1 桥梁横断面(单位:cm)
4.1.2 有限元模型
T梁整体性安全验算,采用桥梁博士 V3.20建立平面杆系有限元模型。(30+40+30)m连续梁共分为100个单元,101个节点,如下图4-1。
图4-1 1/2(30+40+30)m连续梁平面杆系有限元模型
4.1.2 T梁持久状况承载能力极限状态验算
根据《公预规》5.1,要求对构件进行承载能力验算。T梁承载能力验算结果如下:
图4-2T梁最大最小抗力及对应内力图
注:红色为最大抗力,黑色为最大抗力对应内力;
绿色为最小抗力,蓝色为最小抗力对应内力。
由上图可知,承载能力极限状态下梁体各截面抗力均大于对应的内力,承载能力均满足规范要求。
4.1.3 T梁持久状况正常使用极限状态验算
根据《公预规》6.1,要求对构件在正常使用极限状态下进行抗裂验算。T梁抗裂验算结果如下:
图4-3 短期效应组合正截面上下缘最小正应力图
图4-4 长期效应组合正截面上下缘最小正应力图
图4-5 短期效应组合斜截面主拉应力图
由上图可知,短期效应组合正截面上缘最小正应力为-1.26MPa,下缘最小正应力为2.31均小于规范容许值-1.86MPa;长期效应组合正截面未出现拉应力;斜截面最大主拉应力为-1.05 MPa小于规范容许值-1.86MPa,各项抗裂验算均满足规范要求。
4.1.4T梁持久状况及短暂状况应力验算
根据《公预规》7.1,要求对构件按持久状况设计在正常使用状态下进行斜截面砼主压应力验算,及受拉区预应力钢筋拉应力验算,验算结果如下:
图4-6 标准荷载组合T梁斜截面主压应力图
由上图可知,T梁斜截面主压应力最大值为15.7MPa,小于容许值16.2MPa,满足规范要求。
4.2 T梁翼缘板验算
翼缘板验算分为两个荷载工况
工况1:横向垂直撞击边护栏工况
汽车横向垂直撞击护栏,撞击力按104KN/m,分布范围为纵向5m,撞击高度为护栏最高点以下5cm处。由于大型车前轴至车头距离不小于1.0m,大于护栏撞击点至T梁翼缘板悬臂根部距离0.764m,故车辆垂直撞击时,不需考虑车辆自重对悬臂板的作用。
工况2:横向最不利布置工况
汽车平行护栏行驶,横向最不利布置(按车轮中心至护栏边缘30cm控制),此工况只考虑车轮荷载,不考虑撞击荷载。
图4-7 车辆碰撞护栏示意图图4-8 车辆横向最不利布置示意图
4.2.1 工况1翼缘板验算
控制截面1各项荷载效应值:
撞击力弯矩:
护栏重:
护栏弯矩:
翼缘板自重:
翼缘板弯矩:
桥面铺装自重:
桥面铺装弯矩:
防护网弯矩:
异物监测网弯矩:
异物监测网上的荷载弯矩(按1m范围计算):
防护网风荷载:
防护网风荷载弯矩:
异物监测网风荷载:
异物监测网风荷载弯矩:
护栏风荷载:
护栏风荷载弯矩:
H型钢竖向支撑力(由三维模型计算得):
H型钢竖向支撑力弯矩:
承载能力强度验算
T梁翼缘板受力类型为以受弯为主的拉弯构件,故验算抗弯及抗剪承载力,轴向承载力不是控制荷载,故不考虑轴向承载力的验算。
碰撞为偶然事件,故按偶然组合计算截面内力。
计算弯矩受压区高度: 小于
截面抗力:
截面抗力大于截面计算弯矩,抗弯承载能力满足规范要求。
计算剪力:
依据《公预规》5.2.10,截面可不进行斜截面抗剪承载能力验算。
控制截面2各项荷载效应值:
撞击力弯矩:
护栏重:
护栏弯矩:
翼缘板自重:
翼缘板弯矩:
桥面铺装自重:
桥面铺装弯矩:
防护网弯矩:
异物监测网弯矩:
异物监测网上的荷载弯矩(按1m范围计算):
防护网风荷载:
防护网风荷载弯矩:
异物监测网风荷载:
异物监测网风荷载弯矩:
护栏风荷载:
护栏风荷载弯矩:
H型钢竖向支撑力:
H型钢竖向支撑力弯矩:
承载能力强度验算
计算弯矩
受压区高度: 小于
截面抗力:
截面抗力大于截面计算弯矩,抗弯承载能力满足规范要求。
计算剪力:
依据《公预规》5.2.10,截面可不进行斜截面抗剪承载能力验算。
4.2.2 工况2翼缘板验算
车轮荷载:按《公预规》4.1.5计算得车轮荷载纵向分布宽度为1.8m,轴间距1.4m,故前后轮有重叠效应,两轮的纵向分布宽度为1.4+1.8=3.2m,荷载集度为140KN/3.2m=43.75KN/m。
控制截面1各项荷载效应值:
车轮荷载弯矩:
护栏重:
护栏弯矩:
翼缘板自重:
翼缘板弯矩:
桥面铺装自重:
桥面铺装弯矩:
防护网弯矩:
异物监测网弯矩:
异物监测网上的荷载弯矩(按1m范围计算):
防护网风荷载:
防护网风荷载弯矩:
异物监测网风荷载:
异物监测网风荷载弯矩:
护栏风荷载:
护栏风荷载弯矩:
工况2为正常使用工况,故按基本组合计算截面内力。
计算弯矩
受压区高度: 小于
截面抗力:
截面抗力大于截面计算弯矩,抗弯承载能力满足规范要求。
截面计算剪力:
依据《公预规》5.2.10,截面可不进行斜截面抗剪承载能力验算。
控制截面2各项荷载效应值:
车轮荷载弯矩:
护栏重:
护栏弯矩:
翼缘板自重:
翼缘板弯矩:
桥面铺装自重:
桥面铺装弯矩:
防护网弯矩:
异物监测网弯矩:
异物监测网上的荷载弯矩(按1m范围计算):
防护网风荷载:
防护网风荷载弯矩:
异物监测网风荷载:
异物监测网风荷载弯矩:
护栏风荷载:
护栏风荷载弯矩:
承载能力强度验算
基本组合计算弯矩
受压区高度: 小于
截面抗力:
截面抗力大于截面计算弯矩,抗弯承载能力满足规范要求。
截面计算剪力:
依据《公预规》5.2.10,截面可不进行斜截面抗剪承载能力验算。受拉钢筋应力:
受力钢筋应力31.32MPa,小于容许值280MPa,满足规范要求。
裂缝宽度验算:
式中取长期组合弯矩值/短期组合弯矩值
裂缝宽度为0.032mm<0.2mm,满规范要求。
桥梁护栏范文6
关键词:交通安全设施 设计 施工建议
近年来,随着社会的不断进步和经济实力速度增强,交通运输得到了飞速发展。交通安全设施对于提高道路通行能力,安全行驶,预防、减少交通事故的发生,美化路容等方面起到了重要的作用。
1、波形梁防护栏
1.1 护栏立柱使用法兰盘连接
根据《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》(JTJ074-94)的规定,当护栏立柱置于桥梁、通道、涵洞等地方,可以采用混凝土基础埋设立柱,为了维修养护方便,可采用法兰盘装配式的连接方法。一般用4颗,最多6颗膨胀螺栓将法兰盘立柱固定在混凝土基础上,理论上讲可以满足防撞的要求,但在实际施工中,由于孔位钻孔的误差,钻孔的垂直度偏差以及孔径大小不均匀,使得法兰盘立柱和基础的连接力受到影响,很难满足设计要求。
1.2 在路肩上埋设立柱
在挖方地段或路肩挡墙上,规范规定可采用混凝土埋设立柱,并要求埋设深度不小于40cm。因为挖方地段的边沟和路肩挡墙一般为浆砌片、块石,在上面凿孔时,不可避免松动周围的浆砌片、块石,护栏立柱埋设后,立柱外边缘到路肩边缘的距离只有25cm的块石,是一个非常薄弱的地方,一旦发生碰撞,撞击力通过立柱,导致浆砌片、块石破坏,甚至拔起立柱。
1.3 波形梁的搭接方向
按照《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》第5.3.4条的条文说明,波形梁护栏板的安装应按行车方向搭接,波形梁的搭接方向是安装的关键,如搭接方向刚好相反,即使是轻微的碰撞,也会造成较大的损失。省内某旅游公路的一些特殊路段为陡坡下坡、公路左侧是高填方,且左侧设置了护栏,但波形梁拼接方向是按上坡车流方向安装。这个路段设置护栏的目的和作用是挡护下坡方向的车辆,而不是上坡方向的车流,这种波形梁的搭接存在很大的安全隐患。
2、标志
2.1 标志牌被树木遮挡
由于路基、路面的设计和绿化设计的脱节,绿化刚施工时树木还矮小,但几年后树木长大,存在高速公路路侧的单柱、双柱标志牌被绿化的树木遮住,司机无法及时获得标志牌提供的信息,并采取相应措施。根据《GB-5768-1999国标解释与应用》中对司机现场测试的实验结果,并考虑不同司机的个体差异,从司机看见标志牌到踩刹车(采取行动)的时间大约需要3000ms~3l00ms之间,根据这一反应时间,可以计算司机应在多远距离感知标志牌(见表1),并读出内容,从容采取措施(见表1)。
公路的实际情况是当汽车接近标志牌时才看见标志牌的内容,这个距离远远不能满足表1中的要求。这时候采取紧急刹车措施或改变车道,都可能发生交通事故。
2.2 桥名的标志牌过多
几乎所有交通工程设计都为高速公路大桥以上的桥梁设置2块标志牌,而提供的信息仅仅是大桥的桥名。《道路交通标志和标线》(GB5768-2009)中没有规定必须设置大桥桥名的标志牌。以在建的A高速公路、B速公路为例,经统计全线设计的大桥、特大桥数量如表2所示,如为大桥以上的桥梁设置标志牌,增加工程造价见表2。B高速公路桥梁较多,基本上为大桥以上桥梁设置的标志牌平均达到每千米1个,如果以120km/h的速度行驶,每2分钟可以遇见1个桥名标志牌,过多的信息会造成司机紧张、疲劳,带来不安全因素。
以上主要讨论了交通安全设施,特别是波形梁钢护栏、交通标志在设计、施工中存在的细节问题。下面根据规范的要求,结合自己在交通安全设施设计与施工过程中的体会,提出一些建议,仅供参考。
3、建议
(l)在设计上尽可能少使用法兰盘立柱和加深混凝土埋设立柱的深度。建议采用现浇混泥土预留孔或采用可抽换式基础,承座器先固定在构造物中,安装时把立柱插人其中,调整好高度,即可把迫紧器与承座器的连接螺栓拧紧,立柱即被锁固,这种设计形式在省外高速公路广泛使用,既很好的解决了立柱稳定的问题,又方便施工和维护。可以发现桥梁中央分隔带和一些涵洞,现在的设计上都采用现浇混凝土,并预留插孔的方法。建议采用混凝土埋设立柱的深度为80cm,不采用40cm的下限值。
(2)在浆砌片石挡墙上无法设置立柱的地段,使用混凝土防护栏。建议采用以下设计方式:浆砌块石砌筑到一定高度时,在浆砌块石上钻孔插人钢筋,现浇混凝土桥梁护栏,使混凝土桥梁护栏与浆砌块石通过钢筋连接,以保证防桥梁护栏的整体性和稳定性。这种设计形式在山区公路特别适用,宜水高速公路也采用这种设计方法。
(3)对手一些山区公路,公路标准较低,线形差,路侧山谷深,且处于坡陡、弯急的地段,设置防护栏对行车安全、减少交通事故起到了很好的作用,建议在这种段落设置防护栏时,在设计图纸上可以作一个说明,明确要求护栏板安装的搭接方向是车流下坡方向。
(4)由于在绿化施工时忽视了树木长大后对司机视线造成的影响,建议在设计时明确要求绿化施工按《公路路线设计规范》中对视距的要求将树木栽种在视线包络线以外,对运营的公路,可加强对树木枝叶的修剪,以保证司机的视线不受阻挡。
(5)通过对攀西、宜水高速公路特大桥及大桥数量的统计和计算显示,如果大桥以上都设置标志牌,不仅给司机带来过多无用的信息,而且增加了不必要的工程造价,建议只为特大桥设置标志牌。