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城市人行道耐久改进性方案研究
城市人行道耐久改进性方案研究
摘要:通过常规设计人行道结构与拟定改进人行道结构进行功能性对比,结合改进人行道结构性能验算,考虑耐久性、降低后期维修费用,节能降耗,提出耐久改进性方案。
关键词:人行道;耐久性;研究方案
中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:
前言:目前,城市人行道由于长时间在地下水、配套渗漏、不均匀荷载等各种因素影响下,耐久性经不起时间的考验,损坏严重,功能性及美观性都迎接着挑战,而且后期维修频繁,人力、材料长时间投入消耗较大,如果采用混凝土代替常规人行道砖,在坚固的基础上,严格控制质量,应有一劳永逸的成果。
正文
人行道基础及结构对比
1.1、一般设计的人行道基础及结构
图1
1.2、拟变更后的人行道基础及结构
图2
对图2拟定的结构验算如下:
人行道板采用C35级混凝土。
(1)计算基层(二灰碎)顶面的当量回弹模量Et
路基(灰土)顶面回弹模量E0,参照设计取为35MPa。
二灰碎材料的回弹模量Ex取1300Mpa。
hx—基层的厚度,即二灰碎厚度,0.15m
Ex—基层材料的回弹模量,1300MPa
a,b—系数
(2)采用多层弹性体系模型将基层(二灰碎)顶面当量回弹模量换算弯沉值
—轮胎接触地面的压强,取0.7MPa
—车轮当量圆半径,取10.65cm
—路基土泊松比,取0.3
—弹性半空间无限体表面双轮荷载作用下的表面弯沉系数,取0.712
—弯沉(cm)
。
(3)HPDS软件计算基层(二灰碎)顶面的计算弯沉值
输入拟定的结构参数与计算结果输出。
计算弯沉=145(0.01mm),是现场检测的依据。
(4)求算最大温度梯度时混凝土面层的温度应力:
—混凝土的线膨胀系数,取7×10-6/℃
—混凝土的弯拉弹性模量,取2.9×104MPa
—混凝土道板厚度,0.14m
—最大温度梯度,取88℃/m
—温度应力系数,与混凝土道板长度L及相对刚度半径有关
计算相对刚度半径
混凝土道板长度
查曲线图得??温度应力系数
(5)求算临界荷位处的温度疲劳应力:
求算温度疲劳应力系数:
—混凝土弯拉强度标准值,取4.5MPa
—与自然区划有关的系数,取0.828,0.041,1.323
(6)求算标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力:
—考虑接缝传荷能力的应力折减系数,自由边取1.0
—考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数
—设计基准期内标准轴载累计作用次数,假设人行道上每天通过1辆2轴4轮轴重10KN的轿车,人行道设计使用年限15年。
轴载换算公式:
即人行道上驶过5475辆轿车对混凝土板的损伤相当于10吨的货车驶过6.8次对混凝土板造成的损伤。
—与混合料性质有关的指数,普通混凝土取0.057
—考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数,查表取1.10
—标准轴载Ps在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力(MPa)
—混凝土面层的相对刚度半径,0.48
(7)验算路面结构
极限状态设计表达式为:
—可靠度系数,取1.05
满足要求。可采用图2所示基础及结构。
从这个结果看出,要想让人行道耐久,应着眼于解决人行道上车问题。
二、施工前人行道下预埋管道检查疏通
人行道结构层施工前,应组织各配套单位及市政施工单位,对人行道下及两侧附近的管道进行检查确认如下项目:
1、位于人行道下的顺路管道是否已经下管完成。
2、管道的井子是否全部找到并升至一定标高,并拴住。
3、横过路预埋的各种管道需要穿过人行道甩头的,是否已经甩出红线外。
4、通信管道易损,且位于人行道下,施工前是否试棒保证未破坏。
三、井周特殊处理做法
位于人行道内或跨在人行道边的井子周围,由于大型碾压设备无法到达而碾压不密实的,需要特殊处理。井周反开挖50cm宽至硬底且不小于45cm深,按15cm厚分层回填二灰碎(6:14:80)并人工夯实。
四、混凝土浇筑质量控制
4.1、模板要求
模板建议使用槽钢,槽钢高度与混凝土道板厚度相同,槽钢翼缘板上打眼,用钢筋打入地中支撑。支撑必须牢固,防止跑模。模板缝拼接顺滑,不得有错台,并用胶带沾严不漏浆。
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