浅谈梁板单板受力原因及预防措施

1、浅谈桥涵单板受力原因及预防措施孙长建 无锡市交通工程有限公司 江苏省 无锡市 邮政编码 214000（电话摘 要:对单板受力现象,从理论到施工分析了装配式桥涵出现单板受力形成的原因,并提出了预防措施。关键词：装配板式 桥涵 单板受力 成因分析 预防措施随着超载车辆急剧增加和高速公路运营年限的延长，高速公路小桥涵出现的“单板受力”病害的情况越来越普遍。此病害加剧了单板疲劳破坏，使桥梁上部结构处于极为不利的受力状态，降低了桥梁的耐久性和使用寿命，给行车带来了极大的安全隐患。 单板受力，是指桥梁上部板梁结构中梁板铰缝混凝土脱落部分梁之间失去横向联系后，产生某一块或多块板梁单

2、独受力的情况。桥梁出现单板受力病害后，由于荷载横向分布系数比设计值增大，桥梁不能共同受力，桥梁的整体承载能力降低。桥梁横截面上的梁板之间无法相互传力，加速了桥涵上部结构主梁的破坏，一定程度上影响到公路的正常运营，造成严重的经济损失。一、单板受力病害一般特征：（1）当重型车辆通过“单板受力”梁板时产生明显弹性下挠，使其与两侧板上下错动后，形成台阶，待重车过后，这种错动消除，又恢复原状，致使桥梁上部构造整体受力体系受到严重削弱。(2)一般发生在各种不同跨径的简支钢筋混凝土空心板梁桥上，而其他形式桥梁，如箱型梁桥、T型梁桥则很少或不发生。这是由于空心板的梁高通常较小，铰缝受剪面积也小，在轮载相同的情

3、况下，剪切作用更为明显。(3)一般发生在重车方向行车道范围内钢筋混凝土梁板上。因为重车车速慢，很少占用超车道，所以使行车道部分的开裂频率远大于超车道部分。(4)发生病害的钢筋混凝土板梁桥，其铰缝混凝土被剪坏，并逐步松散而脱落。(5)由于车轮冲击疲劳作用，桥面行车道上沥青面层普遍存在车辙和纵向贯通裂缝。 （6）每块预制板通常都设四个支座，施工中很难保证四个支座受力完全一致。橡胶支座上有一个较大的接触面，施工时即使是同一支座，也难以保证接触面全面与梁板底面紧密接触，造成受力不匀，给梁端受剪留下隐患。二、桥涵单板受力的理论分析现行的装配式桥梁是以铰接理论进行设计计算的。其计算模型即是把梁板间的横向连

4、接视为铰接，并允许梁板围绕“铰”发生转动位移。同时作为横向传力结构，“铰”还需承受强大的竖向剪力作用，这就要求“铰”必须具有足够的强度以承受频繁荷载作用产生的剪切和转动位移，而预制安装板粱组成的桥梁上部结构，在板与板的联结处，只考虑传递剪力，不传递弯矩。如果相邻两板相对转角越大，板两边的剪力相差越大，说明桥梁上部结构在横向上传递剪力的能力越差，即横向分布系数越大，桥梁各板受力不均，桥梁的横向抗扭刚度小。由于在铰缝处不能承受弯矩，桥梁受力后在铰缝处产生转角，使铰缝处混凝土接触面相互滑动产生纵向裂缝。三、 形成单板受力原因分析1超载运输致使车辆的载重量远远大于设计荷载，造成梁板间绞缝混凝土破坏。2

5、.铰缝施工质量不易控制也是造成这种病害的主要原因。部分桥梁铰缝较宽，铰缝混凝土松散、振捣不密实。铰缝施工质量不高直接导致上部结构横向联系薄弱，整体承载力降低。3铰缝完好时，在设计荷载作用下能正常传递剪力，但在超载严重的车辆作用下，铰缝不能按正常情况传递剪力，而是因受剪力过大导致铰缝损坏。在铰缝完好的情况下，受力最不利的梁板最大荷载横向分布系数约为0.3，当铰缝横向联系损坏，形成单板受力时，车轮直接作用的梁板横向分布系数均为0.5，荷载提高近2倍，对梁板受力极为不利。4桥梁设计时，铰缝企口较小，横向联结钢筋较细，铺装防水混凝土层较薄，铺装钢筋网配筋较细，降低了铰缝横向传力，造成铰缝承担的剪力下降

6、。5桥面排水不良以及铺装防水性能较差，也加剧了铰缝的破损。四、预防单板受力的措施1、改善预制梁板预埋铰缝钢筋的质量并增加铰缝钢筋的数量为防止铰缝混凝土剪切、挤压破坏，加强铰缝混凝土的抗剪能力，以及为了使铰缝处有一定的抗弯能力，应加强铰缝处的钢筋并进行合理布置。铰缝筋是为了加强铰缝混凝土，防止其剪切、挤压破坏所设。梁顶面搭接钢筋的作用是加强相邻梁板在铰缝处的联结，抵抗铰缝传递剪力时产生的水平分力和提高铰缝处横向剪力的能力，应采用10以上的钢筋，其间距不大于15cm。铰缝联结筋位于铰缝的最下部，它与铰缝搭接钢筋和桥面铺装钢筋联合作用形成抵抗力偶，可有效地抵抗上部结构所受横向弯矩。当桥梁上部结构受力

7、产生横向绕曲变形时，此抵抗力偶可使铰缝处的转角减小，从而增加桥梁上部结构横向分布荷载的能力，避免梁板在铰缝处的混凝土接触面产生滑动脱开。在施工时，要保证铰缝联结筋的位置正确，使其紧贴模板，拆模后要尽数将其凿出，并保证其外露长度。相邻两板的联结筋相互搭接，并在其铰缝环内沿铰缝穿入纵向受力钢筋，保证铰缝联结筋充分发挥作用。2、增加桥面铺装混凝土的厚度，加强铺装层内横向钢筋增加桥面铺装的防水混凝土的厚度，横向钢筋采用大直径的螺纹钢筋，这样可提高混凝土的施工质量，避免由于施工层较薄造成振捣时的离析现象。由于混凝土铺装层加厚，可使车辆荷载分布面积加大，分散了轮压的作用，也可加强铰缝处传递剪力的能力。考虑

8、到铺装层混凝土与梁板的共同作用效果，也加强了梁板的抗扭能力，加大了桥梁上部结构的横向抗扭刚度，增强了横向分布的能力，使各梁板受力更加均匀。3、严格控制梁板间铰缝混凝土浇筑的施工工艺A、确保预制梁板吊装就位准确，应保证相邻梁间距不大于1cm，首先在铰缝底部浇筑铰缝砂浆，振捣密实，且等砂浆的强度达到50%后，方可浇筑铰缝混凝土并振捣密实。B、浇筑铰缝混凝土前，空心板侧面一定要进行凿毛处理，以增强铰缝混凝土和空心板之间的粘接强度。C、浇筑铰缝混凝土前，检查铰缝预留钢筋的完整性。如果有缺失的应采用植筋或焊接方法将其补齐后，再浇筑铰缝混凝土。D、铰缝混凝土在浇筑时，一定要充分振捣。采用较细的振捣棒伸入铰

9、缝内部振捣，保证铰缝混凝土的密实。4、 提高铰缝混凝土的施工质量铰缝混凝土应不小于梁板混凝土的强度等级，浇筑铰缝混凝土时，应振捣密实。为防止在振捣时梁板移位，必须先将预制梁板顶面的预埋联结钢筋焊接牢固。以免影响铰缝混凝土的施工。铰缝混凝土的浇筑面要比预制梁板的顶面低12cm，这样既可方便存水养生，又可检查铰缝混凝土与梁板联结的紧密程度。如联结不好，铰缝下面就会渗水甚至漏水，那么铰缝混凝土就必须凿除重新浇筑。5、 铰缝采用无收缩混凝土铰缝混凝土的配合比设计应充分考虑混凝土在强度形成过程中出现的收缩现象，适当添加外掺剂将其配制成无收缩混凝土，从而加强了铰缝混凝土的密实性，并使相邻梁板连接成为一个整体。6、 加强墩台帽垫石的施工精度，保证支座压实施工中，保证梁板底承托底面和墩台帽垫石顶面水平且高程正确，则能保证橡胶支座的全部承压面压实，否则就会造成橡胶支座偏压甚至压空。这样在支点处会加大铰缝处的弯矩，使梁板铰缝首先在端部开裂，还会降低橡胶支座的使用寿命。当某一支座压扁或压空时，相当于将两支座间的跨径加大至其左右相邻支座，这样就会使铰缝处的弯矩加大很多，相邻两板对转角加大混凝土脱开，形成纵向裂缝，此裂缝由梁端开始向跨中延伸贯通，这样就造成预制梁单板受力状况。五、结束语形成单板受力的原因是多方面的，综合的，有运营车辆严重超载、结构本身构造的弱点、施工质量不好等原因。处理好单板受力的问题