1 开裂荷载、极限承载能力和刚度
预应力空心板的受力性能受桥面铺装层影响最直接的是开裂荷载以及极限承载力的提高。实验研究显示,采用10 cm 厚铺装层的应力混凝土空心板的开裂荷载与采用钢纤维混凝土铺装层的空心板的开裂荷载相同,采用这种铺装层的预应力空心板与无铺装层的预应力混凝土空心板相比,前者的开裂荷载将会提高25. 5%。在结构达到破坏状态时,有铺装层的预应力混凝土空心板与采用钢纤维混凝土铺装层的空心板相比,前者的极限承载能力会略高于后者的极限承载能力。研究分析表明,出现这种情况的主要原因是钢纤维混凝土铺装层的抗压强度比混凝土的抗压强度低,这也表明受压区混凝土的压碎破坏是空心板破坏的主要原因,混凝土的抗压强度是空心板抗弯承载能力的决定性因素。由于桥面铺装层与主梁共同受力,在另一方面来讲主梁面积增大,同时截面刚度获得明显提高。实验显示,预应力混凝土空心板采用铺装层时,与普通空心板相比,前者的抗弯刚度是后者的1.78 倍。
2 对主梁裂缝和破坏形态的影响
一般而言,对于有铺装层空心板,破坏发生时很少会出现铺装层与空心板之间粘结失效的情况。这一现象表明,混凝土铺装层与钢纤维混凝土与空心板之间具有可靠的粘结作用,两者可以共同承受荷载作用。对于不设铺装层的空心板来说,在极限荷载作用下会出现比较细密的裂缝,挠度变形和裂缝宽度都很小,桥梁结构出现的破坏为突然破坏,与结构超筋破坏的特征相似。设置铺装层的空心板,与不设铺装层的空心板相比,在结构发生破坏时无论是裂缝的宽度还是结构的挠曲变形都是比较大的,由此可见前者的延性特征将会优于后者。采用不同铺装层材料的结构,在达到极限状态时,其破坏形态的本质并没有区别,不同之处主要体现在混凝土出现受压破坏时其破坏形态不同,采用钢纤维混凝土铺装层的结构受压破坏时不会出现大片混凝土的剥离现象,虽然会出现破碎现象但是不会散掉。主要是因为钢纤维的阻裂作用阻止了混凝土压隙裂缝的发展。 2 ·铺装层的参数对结构荷载横向分布的影响 在对有铺装层的空心板进行计算时考虑叠合效应,荷载横向分布计算的力法方程与铰接板法的力法方程相似,但是这样会引进过多的未知量,出现的直接后果就是计算量过大,同时,由于现在还没有编制好的表格供计算时查询,应用到实际工程中将会十分的不利。