混凝土傳力桿設(shè)計缺陷的問題分析.pdf

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1、論文THEsIs混凝土傳力桿設(shè)計缺陷的問題分析文／牡丹江市公路勘察設(shè)計院戴吉獻(xiàn)高等級混凝土路面的破損，原因較多，本文就路面用傳力桿引起的問題進(jìn)行分析?；炷谅访娼涌p大致有四種類型：脹縫、縮縫、工作縫和縱縫?？v縫一般設(shè)置拉桿，拉桿的作用主要是為了保證縱縫兩側(cè)路面板在縱縫位置的緊密聯(lián)系，不會沿路拱橫坡向兩側(cè)滑動。只有在脹縫、縮縫、工作縫處設(shè)置傳力桿。設(shè)置傳力桿的位置應(yīng)力狀態(tài)是極其復(fù)雜的，荷載作用下引起的剪切、彎曲和支承應(yīng)力，會在設(shè)置傳力桿后相應(yīng)減小，使得相鄰板塊間的應(yīng)力能夠有效傳導(dǎo)，起到分散各種作用力的作用，從而保證路面的整體使用功能

2、。傳力桿圖形設(shè)置從圖1、圖2、圖3可以看出，設(shè)置傳力桿的位置是混凝土脹縫、混凝土橫向施工縫和混凝土縮縫。混凝土橫向施工縫和混凝土縮縫設(shè)計的形式相近，比較簡單。脹縫設(shè)置的傳力桿比較復(fù)雜，施工難度較大，不易于操作。經(jīng)研究認(rèn)為，傳力桿技術(shù)是不成熟的技術(shù)，不能真正解決各種復(fù)雜的受力問題和應(yīng)力問題。實際上，傳力桿技術(shù)使用后會產(chǎn)生副作用，不但沒有解決復(fù)雜的應(yīng)力問題，反而導(dǎo)致使用傳力桿技術(shù)的位置出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的板塊薄弱，造成該部分板塊破壞，影響混凝土路面整體使用壽命。圖1橫向施工縫示意圖一一-^———————]r——1————————丁—————一

3、。!』日阜。?！馹、-1．，—————j!—!————————：：：———————!———!———：‘；————————————!——j—一。。。一一‘-一f十一一V圖2傳力桿脹縫示意圖圖3橫向縮縫(設(shè)傳力桿)示意圖—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一98chinoHighway使用傳力桿技術(shù)產(chǎn)生的副作用使用傳力桿技術(shù)后，會產(chǎn)生一定的副作用，從以下幾

4、個方面可以得知：在拆除舊混凝土路面時，使用傳力桿位置會出現(xiàn)混凝土空洞現(xiàn)象；使用傳力桿位置會出現(xiàn)多處斷角、塌陷和小板塊斷裂現(xiàn)象；傳力桿設(shè)計較為簡單，但在安裝過程中較難操作，由于傳力桿是一面固定、一面活動的，安裝起來難以達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，偏位現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。另外，傳力桿原理是為了物體移動，使用圓鋼筋i圓鋼筋與混凝土的連接不會很緊密，這就非常容易滑動，經(jīng)常出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，在看管不嚴(yán)的位置甚至?xí)霈F(xiàn)丟失傳力桿，造成很大的浪費(fèi)。設(shè)置傳力桿位置破壞原因分析假設(shè)傳力桿受力分析成立，在其他方面應(yīng)有論證，比如傳力桿設(shè)置后人為地把路面變薄，這種變化會造成什么

5、影響，沒有得到充分的論證。以下分析設(shè)置傳力桿位置的不利情況：設(shè)計目的傳力桿設(shè)計是按照解決脹縫位置縫隙過寬，使得相鄰板塊受力減弱來考慮加設(shè)的；后來發(fā)展成施工橫向縫也可設(shè)置，縮縫也可設(shè)置。既然傳力桿的設(shè)置是解決脹縫問題，橫向施工縫和縮縫理論上就沒有必要設(shè)置傳力桿。鋼筋與混凝土黏結(jié)資料顯示，鋼筋混凝土是在侶66年后出現(xiàn)的，大面積使用是在1900年后。1900年以前到1886年預(yù)應(yīng)力混凝土的研究也一直在進(jìn)行，基本上完成了基礎(chǔ)理論的研究。由于混凝土的徐變和收縮造成的預(yù)應(yīng)力損失較高，應(yīng)用上認(rèn)為不是很成功，于是沒有大范圍推廣應(yīng)用。1926年至1

6、928年，專家利用高強(qiáng)鋼筋控制引起預(yù)應(yīng)力損失，由此預(yù)應(yīng)力實際應(yīng)用基本被認(rèn)為是可行的，并開始大范圍推廣應(yīng)用。從時間上看，鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土在當(dāng)時已經(jīng)是成熟的技術(shù)了。鋼筋混凝土能夠得到廣泛應(yīng)用，主要是鋼筋與混凝土接觸面上存在著黏結(jié)力。當(dāng)混凝土結(jié)硬后，能與鋼筋牢固地黏結(jié)在一起，相互傳遞應(yīng)力。黏結(jié)力是保證兩者共同發(fā)揮作用的前提?；炷涟′摻?，防銹、防火、防失穩(wěn)。最主要的是，鋼筋的溫度線膨脹系數(shù)為1．2×10一，混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為1．O×101至1．5×10～，兩者相當(dāng)接近，因此，當(dāng)溫度變化時，兩者間不會產(chǎn)生過大的相對變形而

7、導(dǎo)致黏結(jié)力遭到破壞。也就是說，鋼筋混凝土可以很好地互相包容，不易因溫度的影響而造成兩者的分離。圓鋼筋傳力桿使用圓鋼筋是不妥的。傳力桿的設(shè)置一面是固定的，另一面是滑動的，滑動的一面導(dǎo)致原有的混凝土路面部分厚度變薄。假如混凝土厚度是h，傳力桿鋼筋直徑為d，傳力桿設(shè)置后，這個位置的混凝土路面厚度就變成了h一1／2d，混凝土路面厚度減少了一半以上。因為減少一半厚度的混凝土路面強(qiáng)度明顯不夠，這一位置的受力情況變成了小短梁受力，從而導(dǎo)致在這個位置出現(xiàn)較多斷裂的小塊。這跟傳力桿使用圓鋼筋有直接的關(guān)系。傳力桿使用圓鋼筋一端滑動，還會造成鋼筋和混凝

8、土路面的多頻次碰撞。由于傳力桿圓鋼筋與混凝土路面是分離開的，在行車荷載的高頻率震動下，圓鋼筋會把混凝土路面周圍的混凝土逐漸敲落，形成混凝土粉末，會造成這個部位的混凝土路面加速變薄，形成斷紋，最后小塊混凝土整體斷裂下來，造成混凝土路面的損壞。木板脹縫