簡(jiǎn)支空心板橋梁典型病害及維修加固措施

任慧

山西交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 山西太原 030006

簡(jiǎn)支空心板橋梁以受力簡(jiǎn)單明確、可預(yù)制裝配施工便捷廣泛應(yīng)用于各等級(jí)線路橋梁中,但在橋梁檢測(cè)中空心板梁橋發(fā)生病害也較為普遍，板端剪切裂縫、單板受力、跨中橫向受彎裂縫、頂板壓漏等結(jié)構(gòu)受力病害嚴(yán)重影響橋梁通行安全，板底縱向裂縫、鋼筋銹蝕、混凝土鹽蝕等耐久性病害影響橋梁結(jié)構(gòu)耐久性，本文介紹橋梁檢測(cè)中簡(jiǎn)支空心板梁橋典型病害，分析其成因，并提出相應(yīng)維修加固措施，為橋梁檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)[1]。

1 板端剪切裂縫病害及維修加固措施

梁式橋以承受彎矩為主，因此早期進(jìn)行空心板梁橋設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)者對(duì)于跨中抗彎承載力較為重視，往往容易忽視板端斜截面抗剪承載力，板端箍筋加密段設(shè)置過短，早期設(shè)計(jì)時(shí)空心板箍筋加密段通常在1.0-1.5m左右，箍筋肢數(shù)一般為兩肢，且常采用直徑φ8的光圓鋼筋，而空心板結(jié)構(gòu)腹板厚度也較薄，這些因素都制約了空心板梁橋的抗剪承載力。隨著通行車輛的增多與加重，活載效應(yīng)超出原設(shè)計(jì)荷載，空心板板端抗剪承載出現(xiàn)不足，板端附近腹板、底板會(huì)出現(xiàn)斜向裂縫，剪切裂縫通常發(fā)展較快，若不及時(shí)采取措施易出現(xiàn)脆性破壞，嚴(yán)重影響車輛通行安全。

對(duì)于帶翼緣空心板梁橋由于腹板裂縫在橋梁檢測(cè)時(shí)能觀測(cè)到，因此往往能及時(shí)發(fā)現(xiàn)；后期設(shè)計(jì)時(shí)空心板常采用無翼緣空心板，腹板位置裂縫被遮擋無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)只能通過板底板端附近的斜向裂縫或橫向裂縫來判斷空心板是否出現(xiàn)剪切破壞，這就要求橋檢人員能了解剪切裂縫常出現(xiàn)的位置及規(guī)律，區(qū)分剪切裂縫與普通受彎裂縫?？招陌寮羟辛芽p一旦出現(xiàn)應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)加固措施防止其進(jìn)一步發(fā)展。目前較為有效的加固措施是板端填充混凝土，增大受力截面，該方案需鑿除部分橋面鋪裝及空心板頂板混凝土，在斜裂縫出現(xiàn)的板端空腔區(qū)域內(nèi)植筋，填充微膨脹混凝土，增大板端抗剪受力截面，該方案的優(yōu)點(diǎn)是能直接有效的解決板端抗剪不足問題，缺點(diǎn)是施工周期較長(zhǎng)，且需封閉交通[2]。

對(duì)于帶翼緣空心板可采取板端腹板加厚外包混凝土方案，增大腹板截面厚度，該方案需在腹板位置植入鋼筋，并在新舊混凝土結(jié)合面處進(jìn)行鑿毛處理，新舊混凝土結(jié)合質(zhì)量對(duì)加固效果起到關(guān)鍵作用。某空心板梁橋板端填充砼加固圖在新橋設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮板端斜截面抗剪承載力，結(jié)合驗(yàn)算結(jié)果適當(dāng)加長(zhǎng)箍筋加密段長(zhǎng)度，采用帶肋箍筋，增加箍筋肢數(shù)，調(diào)整腹板厚度，設(shè)置彎起鋼筋等措施提高空心板斜截面抗剪承載力。

2 空心板單板受力及維修加固措施

空心板梁橋板與板間通過鉸縫傳遞荷載，鉸縫未發(fā)生破壞時(shí)空心板橫向分布系數(shù)與理論計(jì)算時(shí)基本吻合，鉸縫一旦發(fā)生破壞則橫向傳力作用減弱，造成某片板受力過大，出現(xiàn)單板受力情況。單板受力會(huì)加劇空心板病害發(fā)展，由于承擔(dān)荷載遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)承載力，跨中部位往往會(huì)出現(xiàn)受彎?rùn)M向裂縫，空心板失去橫向聯(lián)系在活載作用下下?lián)厦黠@，鉸縫附近混凝土出現(xiàn)剝落露筋現(xiàn)象，橋面對(duì)應(yīng)鉸縫位置出現(xiàn)縱向裂縫、坑槽，若不及時(shí)處理會(huì)出現(xiàn)跨中主筋拉斷、斷板等嚴(yán)重后果，嚴(yán)重影響橋梁通行安全。

空心板單板受力照片橋梁檢測(cè)過程中可通過鉸縫破損狀況、橋面是否對(duì)應(yīng)鉸縫出現(xiàn)縱向裂縫、坑槽等病害判斷是否出現(xiàn)單板受力過大，同時(shí)也可以通過觀察空心板在重車通行時(shí)是否下?lián)线^大甚至出現(xiàn)異響等進(jìn)行判斷，當(dāng)僅有單板受力趨勢(shì)時(shí)可通過觀察板底鉸縫附近混凝土是否出現(xiàn)剝落情況、鉸縫是否發(fā)生滲漏等進(jìn)行判斷。對(duì)于發(fā)生單板受力且未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷的空心板，可通過重做鉸縫的維修方案進(jìn)行處理，鑿除相應(yīng)位置的橋面鋪裝及鉸縫混凝土，通過植筋的方式補(bǔ)強(qiáng)鉸縫鋼筋，對(duì)鉸縫位置空心板腹板充分鑿毛后重新澆筑混凝土，恢復(fù)橋面鋪裝，使鉸縫恢復(fù)傳力作用。對(duì)于出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷如主筋斷裂、板底橫向裂縫寬度超限的情況，通常采用換板的方式進(jìn)行處理。

3 跨中橫向受彎裂縫及維修加固措施

簡(jiǎn)支空心板梁橋以承受彎矩為主，而跨中部位彎矩荷載效應(yīng)最大，當(dāng)通行活載彎矩效應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間超出原設(shè)計(jì)承載力時(shí)，易出現(xiàn)橫向受彎裂縫，跨中部位混凝土一旦橫向開裂則截面有效高度減小，承載力會(huì)進(jìn)一步降低，主筋或鋼絞線的拉應(yīng)力也會(huì)超出設(shè)計(jì)值，一旦拉斷則會(huì)出現(xiàn)斷板、下?lián)献冃芜^大等嚴(yán)重后果。橋梁檢測(cè)過程中對(duì)于空心板橋梁應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注跨中橫向受彎裂縫情況，同時(shí)區(qū)分鋼筋混凝土空心板沿箍筋出現(xiàn)的橫向銹脹裂縫，跨中橫向受彎裂縫通常分布較密，分布間距規(guī)律不顯著，越靠近跨中部位裂縫越寬，且裂縫形態(tài)不規(guī)則，橫向銹脹裂縫分布間距較規(guī)律，與箍筋設(shè)置間距有關(guān)，通常為15～20cm，裂縫寬度較小且遠(yuǎn)離跨中部位與跨中部位區(qū)別不明顯，裂縫形態(tài)較規(guī)則。對(duì)于出現(xiàn)跨中受彎裂縫且未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷的空心板，可通過板底張拉預(yù)應(yīng)力碳纖維板、粘貼碳纖維布、粘貼鋼板等加固措施提高空心板抗彎承載力，跨中開展的裂縫也應(yīng)在加固前進(jìn)行封閉處理。對(duì)于出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷如主筋斷裂、板底橫向裂縫寬度超限、空心板下?lián)线^大的情況，通常采用換板的方式進(jìn)行處理[3]。

4 結(jié)語

綜上，簡(jiǎn)支空心板橋梁以受力簡(jiǎn)單明確、可預(yù)制裝配施工便捷、結(jié)構(gòu)輕盈等優(yōu)點(diǎn)，在公路橋梁中得到了廣泛應(yīng)用。但空心板梁橋由于早期設(shè)計(jì)抗剪考慮不足、施工質(zhì)量差、重車超載通行等原因常出現(xiàn)板端剪切裂縫、單板受力、跨中橫向受彎裂縫、頂板壓漏等結(jié)構(gòu)受力病害，后期運(yùn)營過程中由于排水不暢、橋面防水層破壞、北方冬季除雪灑除冰鹽等原因常出現(xiàn)板底縱向裂縫、鋼筋銹蝕、滲水泛堿、混凝土鹽蝕等耐久性病害。結(jié)構(gòu)受力病害通常發(fā)展較快，若不及時(shí)處理將嚴(yán)重影響橋梁通行安全，耐久性病害雖不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)引起橋梁安全問題，但將會(huì)縮短橋梁的使用壽命。