空心板梁橋改善橫向連接的加固方法研究

林美玉 南寧高速公路管理處

引言：裝配式空心板梁橋因技術簡單，安裝便捷，適用標準化生產等優勢，在公路建設中成為一般中小跨徑橋梁的主力橋型。由于設計和施工技術等原因，工程界未能充分認識到橋梁的橫向力分布問題。該類型橋梁在實際運營過程中絕大部分出現鉸縫破壞、橋面鋪裝沿鉸縫開裂、單板受力等病害，針對該類型病害，工程界進行了許多有益的研究和探索，提出了多種改善橫向連接的加固方法，但這些方法中施工難度大、效果不理想、投資大。本文將在總結目前常用的加固方法的基礎上，提出橋面埋置鋼板的加固方法，該方法施工簡便、投資小，有較好的實用性。

一、背景

廣西開通時間較早的高速公路一般為水泥混凝土路面，高速公路橋梁大部分為空心板梁，通過十多年的運營，進入大修階段，既有高速公路需要進行路面加鋪改造（白加黑），改造中要求橋面裂縫不能反射到瀝青路面，需要重點改善空心板梁的橫向連接，加強橋梁結構的整體性。因社會發展，高速公路的交通量不斷增大，從使用者優先角度考慮，要求維修時不中斷交通、不改變交通方向、減少路面占用、縮短施工工期的意愿十分強烈。尋求一種施工便捷、交通影響小、成本低、工期短的加固方法十分迫切。

二、改善橫向連接的主要方法

目前用于改善橫向連接的方法有多種，按照施工部位將其分為四大類：橋面鋪裝加強；鉸縫加強；梁底加強；上部結構重建。

（一）橋面鋪裝加強

通過橋面鋪裝加強橫向連接是在養護施工中最常用的一種加固維修方法，一般有更換橋面鋪裝、加厚橋面鋪裝、加密橫向鋼筋等方式。該方式重點在加強橋面鋪裝的荷載分配能力，使得各獨立的空心板梁形成共同受力的整體，該方法最大的弊端在于需要鑿除原橋面鋪裝，會對交通造成比較大的影響，尤其是整體更換橋面鋪裝和加厚橋面鋪裝的方案，需要單幅中斷交通，將不可避免造成高速公路的擁堵。

（二）鉸縫加強

鉸縫加強的方法主要有鉸縫灌膠和重做鉸縫等方法，其中鉸縫灌膠的應用最為廣泛，鉸縫灌膠是將化學灌漿材料（環氧樹脂、聚合物）通過適當的壓力注入鉸縫縫隙內部，通過調節配比控制灌漿材料的流動性能和凝固速度，使其填充密實并微膨脹固化，能有效改善橫向連接，恢復結構的整體性能，該方法最大的優勢在于施工便捷，不必破壞原有結構，并且對交通影響小。

重做鉸縫需要對原有橋面鋪裝及鉸縫進行鑿除和清理，適當加大企口縫的深度和寬度，有條件時還會增加鉸縫位置的交叉鋼筋。該方法在實踐過程中，對結構有較大的損傷，且該方法的有效性和質量穩定性存疑。同時施工時為保證鉸縫混凝土材料的凝固質量，需要半幅封閉交通，對交通影響較大。

（三）梁底加強

通過梁底進行加強時一般會很大程度上改善結構受力，該方法重點就在于加強梁板之間的橫向聯系，需要梁體結構進行改進，一般在橋面下施工，施工時需要搭設施工支架，并部分時段中斷交通，對交通的影響很大，維修成本較高，不具有很好的推廣意義。

（四）更換上部結構

將上部結構進行全部和部分更換，可以很好的解決淺鉸縫破壞、單板受力的問題，更換上部結構效果好，但是造價高、對交通影響極大，一般情況不推薦使用。

三、橋面埋置鋼板

通過上述可知常用的加固方法有各自的優勢，但針對通車高速公路的養護作業均存在明顯缺點。實際養護工程中，急需找到一種投資小，施工簡便，交通影響小的加固方案，結合工作實際情況，提出一種新型的橋面鋪裝加強方法（橋面埋置鋼板）。

具體過程要求如下：

（一）放樣開鑿

嚴格按照鉸縫中心線放樣，鉆孔植筋和埋置鋼板均以鉸縫中心線為基準對稱布置，鑿除橋面鋪裝時需要小心謹慎，不得對原橋梁結構造成損傷，開鑿槽口尺寸為100cm×30cm×5cm，槽口底面需打磨光滑并清洗干凈，方便粘貼鋼板。清洗底面不能用水，建議用丙酮或無水酒精。

（二）粘貼鋼板

植筋鉆孔直徑20mm，深度25cm，要求鉆孔定位必須準確，不得鉆穿梁板，鉆孔前需進行鋼筋定位，遇到鋼筋時要避開，不能打斷原有鋼筋，吹風清孔干凈后植筋，安裝鋼板前，對橋面鋪裝的裂縫進行灌漿和封閉處理，安裝鋼板并加塞墊片擰緊螺栓。

（三）灌膠

鋼板封閉嚴實，坡口45°角，等待封邊膠凝固后，穩壓緩慢灌注粘鋼結構膠，灌注膠凝固并經檢驗合格后，橋面鋪裝槽口采用M40砂漿填平恢復，并在表面進行拉毛處理。

可以看出，該方法工程量較小，施工難度不高，工期短，對橋梁結構影響小；可分車道進行施工，不需要封閉交通，交通影響小；整體成本較低。該方法已用于高速公路的橋梁加固施工中，部分橋梁加固7年后，情況依然良好，表明該方法能有效改善空心板梁橋的橫向連接。

結語：高速公路的舊橋維修加固中，空心板梁的橫向連接一直是重點關注對象，選取常用的橫向連接的維修方法，從施工便捷程度、對原結構損傷大小、交通影響、費用等方面進行對比分析，有較多優勢，通過工程實踐，在高速公路白改黑的大修中，推薦橋面埋置鋼板改善橋梁的橫向連接，該方法工程實踐案例表明方法有效，對以后的公路橋梁改善橫向連接，尤其是大修時需要加鋪瀝青層的橋梁維修具有一定的借鑒參考價值。