采用钢纤维混凝土制作机场排水沟盖板

采用钢纤维混凝土制作机场排水沟盖板 6z中 翻l蜕旦七:勺文,傲迄 1专. 采用钢纤维混凝土制作机场排水沟盖板 李江华黄承连"-fLf,2 (大连周水子国际机场人矗I】?lf大连理工大学大连116033 THEUSE0FFIBERCOCRmINTHEPLATE FORTHEAU刚P0RTD??H LiJianghuaHuangC~,engkui (OalianZhoushui~IntemationaIAirportDalianI161333)(D'alianUnJvemityofTechnolog yDaliaJlI1603"~) 大连周水子国际机场为了适应国际国内航班迅 于1993年进行扩建.在扩建中,原 速增加的需求, 机场排球沟正好处于新候机楼与滑行道之间.排水沟 必须通过停机坪.如重新修筑排水淘不仅工程量 大还与市政排水衔接困难.因此决定保留排水沟, 采用大型多孔排水盖板.机场扩建设计者设计了锕 筋混凝土排水盖板并投人使用.由于锕筋混凝土盖 板是按抗弯承载力设计,经试验橙验,实际破坏均为 且承载力安全储备富裕度不大.在营运中 剪切破坏. 还发现.由于机轮的碾压作用.盖板边角抗拉抗剪能 力较差而产生掉边掉角,如图1所示总的破损率在50% 以上.后经采用沥青灌注和填缝.状况有所改善由 于盖板的破损.使某国外大型客机不敢在有沟盖板 的停机坪上通过,而绕道行驶到登机桥.因此.必须 对地沟盖板加改造. 钢筋 轮 压 角 图I钢筋混凝土盖板在轮压I-'掉角示意 62IndustrialCor~truction1999,Vo[29No3 锕纤维混凝土在高速公路路面机场跑道的成 功应用以厦对粱抗剪能力提高的试验研究.使钢纤 维提凝土用于机场排水盖板有了理论和实践基础. 众所周知.锕纤维混凝土具有良好的抗拉,抗剪.抗 冲击,抗疲劳性能,而这些正是排水1訇盖板所要求 的于是决定采用钢纤维混凝土制作排水沟盖 板,并获得成功 1设计 传统的钢筋混凝土板足以抗弯承载力为设依 据日前许多地沟钢筋混凝土盖板均按 .不考虑抗剪. 抗弯设计,这是不符合盖板的破坏形态的实验表明. 盖板在轮压下的破坏太都为剪切破坏,如图2所示. 因此.设计时要同时进行抗弯和抗剪计算 1.1盖板尺寸 考虑原排水沟宽度和强度韧步设计碲定盖板形 状圮寸如图2所示排水沟净宽0.6m盖板长度 08排水沟沿纵轴线方向基本上是直线,因此从有 利于受力的角度看,排水盖板宽度宽一些好这样盖 板的整体性好.考虑到浇注和预制,运辅和安装方 便,并避免使用大型吊装设备.将排水沟盖板宽度定 为059rm 第作者李江华男t963年l0月出生]二程帅 k稿日期:1998一o9-21 if_业建筑1999年第29巷第3期 ? 2钢圩维钢筋混凝土排水淘盖顿形状 E 围3钢筋混凝土盖嗄剪切破环形态 1.2荷栽和荷栽系数 按火型B747400样机通过要求蛀大楫行重量 386418kg.16个后轮承受92%机重,则每个轮 2~.48kN每个轮与地面接触面为40cm×40cln根据 色机轮轴干?轮子尺寸,每块盖板上最多可接触个 轮 参照《混凝土结构设lI-N范》(GID10-89),茼戴 系数取为l4'动力系数取为12结构重要眭系数取 为1l1 1.3铜纤雏品种及掺量选择 根据钢筋混凝t盖板使用中掉边掉角的教训 决定采用钢纤维馄凝土,考虑到乜机轮碾压力较^ 对边角的剪拉作用较大,并考虑到经济和施工的可 能性.决定采用C40级钢纤维馄凝土.采用剪切犁钢 纤维,长度35rmn,长径比不小于70,钢纤维体积率 1,28%(100kB,,'m~) 1_4设井计算 设汁计算包括:抗弯配筋计算,抗剪配筋计算, 弯曲裂缝宽度验算 设计计算方法按《钢纤维混凝土结构设计与施 工规程》(cECS38:92)的规定进行需要特别指出的 是由于沟盖制成多孔带肋形,其抗剪增强无法采用 箍筋.而是采用弯起钢筋和钢纤维复合的联合作 用其设计公式可写作: r?1+etgL)~O8s?【l】 式中——剪跨比 采用钢纤维混凝土制作机场排水沟盖板——李江华等 一 钢纤维混凝土抗压蛆度设计值 hh;-一掏盖的有效宽度(五个肋净宽之1)有 效高度, 一 弯起钢筋屈服强度设计恒截皿积: ?弯起钢筋的弯起角度. 盖扳的配筋形式示于图4.山于肋宽薮小瓶的厚 度也较小每肋中两主筋可并排在起 AB 『同 _ 莓一 .一旦一A一-AB一-B j 臣4钢筋锕纤蛙混凝{'排水掏盖板筋【 2施工与检验 盖板损制严格把好闫[料振捣干?原柑料质带 关成型采用木模贴薄铁皮的模型选择,卜祭混凝土 地面上覆胡料薄膜然后放置模型,模型的8个孔是采 用8个长方略带楔形的板块镶嵌在边框内.脱模时r 将板蚨拔出便形成方L采用小型电动振捣棒振 捣 盖板的安装是否平整关系到盖板的安牟使蜊{fJ 飞机地面行驶时的平稳山于地淘的边棱乐台与盖 板底面难完垒重台,盖板安装采用座浆的方法蜜 装好的盖板要求与停机坪表面齐平.盖板两边支承 端舞魁良好,在盖板任何一角旌压.盖板产生F 左与移动这很重要.否则羞板将产争局部破 坏. 盖板的植驻试验日前国内尚无统标准方法 试验方法是参照日本国岛速公路铸铁井盖的试特方 珐进加载图如图5所示.加载程序,破坏标准及检 测结平定标准按《混凝土结构试验方法标准》 fGB5o15292)和《预制混凝土构件质量检验砰定标 准》(GID32190)进行承载力检姓系数按下式计 算 一 【S) 三三 三兰 式中R——承载力实测值 一 结构重要性参数.取为11 L==3.触 圉5停机坪淘盖板试验装置简图 —— 荷载效应组合没计值, Sn=222.48×1.2x14=374kN 为了进行对比,将改进前的普通钢筋馄凝?盖 顿试验结果也列于表1根据"标准(GBI32l一90)剪 切破坏时植验系数允许值M=13I可看出未经改 进设计前的普通钢筋盖板承载力橙驻结果勉强合 格,而经过改进设计后,由于增加了抗剪弯起钢筋, 及钢纤维对抗剪的影响,承载力提高了7o%" 上检验系数最小值2.07也远大干允许值【卅=135, 构件有较大的安全储备此外,钢纤维混凝土盖板在 使用荷载下(2塑瑚×l2-267kN),受植9块盖板无一 发生开裂可见钢纤维的阻裂效果是十分明显的 表1构件检验结果 3远行状态 自1989年9月将钢纤维混凝土盖板安装上.经一 年多的营运考验,效果良好,没有一块盖板产生破 坏.只有少数盖板(3%左右)的顶面边角部分有裂 缝,这主要是施工时表面有渗浆且抹平操作不好,边 角不平产生的. 由于处于良好的运行状态,某国外的大型客机 的驾驶员也放心了不再绕道行驶而驾机直接通过 地沟盖板驶至登机桥 4结论 (1J试验和工程实践证明,采用钢筋钢纤维混凝 土制作的地沟盖板能够经受机和大型载重汽车的 荷载作用,可在工程中推广应用. (2)地淘盖板破坏试验表明,传统的仪按抗弯承 载力设计是不正确的,应同时校验抗剪承载力,并应 设置弯起钢筋用抵抗剪力 (3】在排水沟盖板中掺用钢纤维可大大改善盖 板的抗剪性能和边角抗破碎能力,及抗冲击抗疲劳 能力在道路桥梁机场港口和仓储工程中具有广 阔的应用前景 (上接第69页) .[982(4) 2虞国伟,严彗董石麟时架结构极限承载力的追踪分 析建筑结构,】9Sg(a) 3SmilhEA.Spao~lrussNonlJr~ar.4na1)~isJourmflof IheStructuro3Division.ASCE.】984,4 4张其林,沈祖炎空问桁架太位移问题的增量有限元理 睦.工程力学,】99I 5刘小强等.空何桁槊结构的非线性追踪分析理论建筑 结构,】997(5) 6GeotgeenHI】】-ctB~,,kfing.4Jaa1)~isofSte~]Spaoe Trtt~JofStru~yDivASCE.1989:900,9】9 7沈租炎,陈学斓陈扬骥钢管结构极限承载力汁尊的力 学模型同济太学,1988.13I 8李开禧,魏明钟.钢构件稳定成都:四川科技}}}版杜[988 9吕烈武,沈祖炎等.钢结构构件理论北京:巾国建筑』: 业H{版社,1983 工业建筑1999年第29卷第3期