预制空心板桥单板铰缝病害分析与防治

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 预制空心板桥单板铰缝病害分析与 防治 摘要： 预制空心板桥作为中小 跨径桥梁最为普遍的结构形式，在我国 交通行业发展中具有举足轻重的作用。 在其众多的病害成因中，单板受力现象 对桥梁结构的受力形式最不利，造成构 件迅速破坏，危及结构安全。本文从空 心板桥的横向连接方式出发，给出了铰 缝病害成因分析，最后给出了相应加固 预防措施供桥梁养护工作者参考借鉴。 中国论文网 /7/view-12940930.htm Abstract： Precast hollow slab bridges as the most common form， plays an important role in the development of transportation industry in china. In many -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 of the causes of the disease， the stress of single plate is the most unfavorable to the stress form of the bridge structure， which causes the rapid destruction of the component and endangers the safety of the structure. This paper from the transverse connection of hollow slab bridge， gives the hinge cracks cause analysis， finally gives the corresponding preventive measures for reinforcement of bridge maintenance workers reference. 关键词： 预制空心板桥；铰缝 病害；单板受力；预防措施 Key words： precast hollow slab bridge；hinge joint disease；veneer stress；preventive measure 中D 分类号：U445.7+1 文献 标识码：A 文章编号： 1006- 4311（2017）17-0122-03 0 引言 随着我国经济快速发展的需要， 桥梁养护工作逐渐成为桥梁工程领域的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 重点。桥梁常见的预制结构形式主要有 空心板、小箱梁、T 梁三种类型。而在 公路建设中，预制空心板桥作为最普遍 应用的结构形式，具有结构受力简单， 加工制作方便，施工速度快等优点。其 应用时间最早，常用于单跨跨径小于 13m 的中小跨径桥梁，因而成为公路中 桥梁的首选形式。中小桥在公路运输中 的作用不可忽视，截止 2015 年底，全 国公路桥梁总数已达 77.92 万座，其中 特大桥 3894 座，中小跨径桥梁占到其 总数的 90%左右。但因材料老化及荷载 长期作用、疲劳效应与荷载组合不利效 应等不利因素的耦合作用下，桥梁在使 用过程中不可避免地出现结构损伤与抗 力衰减，其病害成因与预防控制措施成 为桥梁公路养护者的重点关注问题。其 中对于空心板桥而言，单板受力现象成 为影响结构耐久性和安全性的最突出因 素。 1 截面与横向连接形式 装配式空心板桥作为主梁需要板 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 与板之间采用横向连接构造形成整体， 以保证板块共同受力。常用横向连接方 式有企口混凝土铰连接和钢板连接。企 口混凝土铰有圆形、菱形、漏斗形三种。 其中漏斗形应用最多，可制作成浅铰缝、 中铰缝和深铰缝。深铰缝在一定程度上 会改善铰缝抗剪能力，但并未能从根本 上解决铰缝破坏病因。而在实际施工过 程中，为了桥梁尽早通车而通常会缩短 集料混凝土养护时间，因此板与板之间 常常选用横向连接刚度较大的钢板连接， 如图 1、图 2 所示，用 N1 盖板与预埋 钢板 N2 焊接连接。 2 铰缝病害成因分析与特征 空心板铰缝作为桥梁横向连接的 构造，成为空心板桥特有的结构形式， 承担着各个主梁协同受力的作用。铰缝 的病害是预制空心板梁桥特有的病害， 也是目前空心板梁桥中存在最为严重的 一种病害。预制空心板梁桥主要靠现浇 混凝土铰缝连接各主梁，通过横向铰缝， 作用在桥梁上的局部车辆荷载便可以传 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 递给各片主梁，实现多板协同工作。然 而一旦铰缝发生破坏，就造成了荷载不 能有效传递给各片主梁，形成一种叫做 “单板受力”的现象，造成承重构件的迅 速损坏，危及结构安全。 造成铰缝破坏形成单板受力有如 下几个原因： 设计原因：理论铰与实际铰传 力分配不相适应，如图 3 所示。荷载作 用下主梁的变位包括竖向挠曲、横向挠 曲以及扭转效应。当荷载作用于空心板 简支梁桥中的某一片主梁时，会通过横 向联系将荷载传递给相邻的主梁。竖向 挠曲会使铰缝产生竖向剪力、纵向剪力 及纵向弯矩；横向挠曲会使铰缝产生横 向弯矩；铰缝多采用多边形的几何形状 起到镶嵌作用，而与理论铰的构造模式 有很大差别，从而约束了空心板板沿纵 轴方向的转动，导致铰缝不仅承受剪力 和弯矩，还要承受偏心荷载作用下的扭 矩。而设计时通常只考虑铰缝的竖向剪 应力而忽略了偏心荷载作用下板梁挠曲 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 和转动对铰缝的拉压作用，因此造成设 计上的缺陷。 施工原因：混凝土施工过程中 物理、化学变化影响。浇筑铰缝前未对 新老混凝土浇注面进行凿毛，使得接缝 处受力性能差，减弱了剪力的传递。此 外由于铰缝处浇筑尺寸较小，浇筑时振 捣不实造成构造强度的降低。桥梁排水 不畅通、铺装层的破坏和老化开裂使得 路面积水渗入主梁和下部结构，造成铰 缝渗水和配筋锈蚀，承载力减弱。 运营角度：超载现象严重，大 型货车占用行车道的开裂频率远超过超 车道，造成主梁交界处产生纵向裂缝。 长期反复荷载作用下板间横向连接失效， 活载不能有效地横向分配。 3 防治措施 结合近几年来已有的治理单板受 力的工程实例，从改善桥面系、加强连 接、铰缝锚固连接形成整体几方面解决 单板受力问题。 3.1 加设桥面铺装钢筋 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 采用经质检合格的钢筋保证焊接 的质量，钢筋接头应错开布置。钢筋网 片与铰缝预留钢筋绑扎在钢筋网片上， 必要时辅以焊接保证整体工作性。将新 铺设的钢筋网片与桥面植筋上部弯钩部 分纵向焊接成整体。桥面铺装采用聚丙 纤维防水混凝土，适当延长拌合时间。 铺筑铰缝前首先在铰缝底部填满 M12.5 水泥砂浆，待强度达到 50%时再灌注细 石混凝土并加强振捣。铺设防水混凝土 铺装层前，用高压气泵对表面混凝土渣 进行清理。 3.2 锚固连接 对损坏的铰缝确定需要凿除的位 置，凿除桥面铺装层后应增设铰缝横向 连接钢筋或者锚固连接钢板加强。横向 连接钢筋对于跨径小于 5m 的桥涵较为 适合，但是跨径较大时可采用如图 4、5 所示的锚固连接钢板，钢板间距为 500mm。对于拆除部分的桥面铺装层需 要保证其防水性，因此修布时采用 C40 防水混凝土，并配置纵筋和横向分布钢 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 筋保证其承载能力和防水要求。 4 结论与建议 本文从设计、施工和运营几方面 分析了导致单板铰缝病害的主要因素， 并给出了适合于铰接板式桥梁铰缝破损 处置措施。除需要通过设