谈空心板梁两个常见病害及处理措施

赵兴中

(天津市市政工程设计研究院，天津　300457)

谈空心板梁两个常见病害及处理措施

赵兴中

(天津市市政工程设计研究院，天津300457)

摘要:分析了装配式空心板梁产生铰缝开裂、渗水、梁底板纵、横向裂缝的病害原因，从防水与铰缝两方面入手，阐述了各种病害的防治措施，从而提高了桥梁的结构安全性，延长了空心板梁的使用寿命。

关键词:空心板梁，裂缝，铰缝，泄水管

1　概述

我国近20年来小跨径桥梁的首选方案是预应力混凝土空心板，它具有上部结构梁高较低、工厂化预制，图纸标准程度高，施工简单，起吊重量轻，吊装设备普通性，产品质量控制简单等优点。随着时间的推移，运营使用的不断增加，相关病害相继显现，现有国内空心板的统计［2］:“预应力混凝土空心板梁的常见病害有上部结构的底板纵、横向裂缝，梁板破损露筋。其病害发生频数根据统计结果显示都达到了28.57%。”由此可见底板纵、横向裂缝和梁板破损对于预应力空心板梁桥来说是主要病害。鉴于近几年参与的几个工程实际案例，得出一些有效的处理措施，其处理后效果均达到设计预期。

2　病害原因分析及处理措施

实际工程案例:本工程位于滨海地区，滨海腐蚀环境。桥梁上部结构:第1孔～10孔采用25 m后张法预应力混凝土板梁，梁高1.1 m，梁宽1.24 m，边板悬臂0.405 m，梁高1.3 m，桥宽18.5 m。

检测报告显示:全桥共有150片后张预应力混凝土板梁，其中梁底存在纵向裂缝的板梁共148片，占板梁总数的99%。全桥共有裂缝517条，未超规范限值的裂缝100条，总长2 192.4 m;超过规范限值的裂缝417条，总长9 535.1 m，最大裂缝宽度为0.80 mm;主桥板梁横断面示意图见图1。

图1　主桥板梁横断面示意图（单位：cm）

全桥板梁共有140道铰缝，其中125道板梁铰缝有渗水痕迹，占铰缝总数的90%，且大部分铰缝通长渗水。板梁裂缝区域示意图见图2。

图2　板梁裂缝区域示意图

2.1病害原因分析

1)梁底板纵、横向裂缝:裂缝多处于腹板薄弱部分，跨度越大裂缝越发育。该类裂缝产生原因是多方面共同作用的结果，设计原因导致的梁板跨度大、梁身较高、腹板配筋不足等，施工时腹板混凝土质量差、养护不及时等因素。常见的因素有施工中底板浇筑混凝土时缺乏振捣产生的空洞，胶囊抽拔过早、过晚导致的保护层厚度不均或者因运输过程中产生过大的附加应力导致的混凝土裂缝等。

2)板梁破损的主要原因是空心板梁的铰缝破坏，失去作用，水从铰缝处流至板底出现其他相应病害。空心板梁间的铰缝是模拟铰的受力状态，不管是小铰缝还是大铰缝处理均是用交叉钢筋相连，然后灌注铰缝混凝土。如果铰接在横向联系上没有处理好，混凝土不密实，振捣不利就会在铰缝处出现问题。

2.2处理措施

1)从防水着手。根据本工程的检测报告来说，水是产生桥梁病害的最主要因素，由水病害导致桥梁结构由上至下的一连串的连锁反应。所以防水也应该是桥梁设计、桥梁维修的重中之重。对于非城市桥梁来说，泄水孔的布设优先选用直排式;对于城市桥梁来说，规范要求不允许桥梁泄水孔直排，由泄水管导流至地面排除，则必须从桥梁设计细节来考虑:缩短排水路径，注意伸缩装置处的防水处理，注意桥梁泄水孔的布设考虑桥梁纵坡的影响，做好桥面层间水的排除，做好桥梁泄水管的布设、间距与孔径;特别是针对泄水孔堵塞要尽量采用清淤弯头。有效的维修、养护对泄水管的使用寿命有着重要的作用。本工程为了排除层间水，在原有设计的基础上，在防撞护栏的内侧各留25 cm宽的距离做无砂排水层，无砂排水层厚度等同于沥青混凝土铺装层的厚度，在泄水管处，用环氧砂浆将泄水管与梁体之间的缝隙注满，以防止水从管壁与梁体中间排出。泄水管安装示意图见图3，桥梁原泄水管见图4，桥梁更换为直排泄水管见图5。

2)从铰缝着手。a.铰缝上埋设钢板以增加横向联系，每隔2 m左右增设200 mm×200 mm×10 mm厚钢板，预埋钢板与预制梁体同期实施，根据我院近年来的实际工程使用效果来看，在铰缝处增设钢板对增强空心板梁的横向联系，提高空心板梁的使用寿命，降低铰缝破损等病害，作用显著(见图6)。b.铰缝混凝土采用自密实混凝土，装配式混凝土空心板桥铰缝空间小的特点，施工时振捣不密实导致的病害，提出采用自密实微膨胀混凝土代替普通混凝土作为铰缝材料，保证铰缝混凝土的施工质量。根据现场实桥荷载的相关试验数据表明，自密实微膨胀混凝土作为铰缝材料，优于普通混凝土，主要反映在密实性及内部混凝土收缩裂缝较少等方面，进而有效的提高铰缝混凝土的耐久性。

图3　泄水管安装示意图

图4　桥梁原泄水管

图5　桥梁更换为直排泄水管

图6　铰缝钢板实施细节示意图

3　结语

随着近些年来技术的发展，科技的进步，汽车行业生产技术的提高，汽车载重能力加大，特别是重型半挂车载重能力的增长量占交通量比重明显增大，一批建成于20世纪预应力混凝土空心板梁桥普遍出现了横向联结被破坏、梁底出现较多裂缝、铰缝渗水、混凝土破损等病害，桥梁整体受力性能和结构的安全性降低。本文通过增设横向钢板、加设无砂排水层、改善原有排水方式等措施，明显改善了桥梁整体受力性能和承载能力，工程实际使用效果显示本方法是可行、有效的。

参考文献:

［1］CJJ 99—2003，城市桥梁养护技术规范［S］.

［2］袁爱民，陆近涛，朱晓文，等.江苏省普通干线公路预应力混凝土空心板梁桥典型病害统计分析［A］.第十九届全国桥梁学术会议论文集(下册)［C］.2010.

［3］于春江，俞博，王文刚，等.采用自密实混凝土铰缝的空心板桥应用研究［J］.公路交通科技(应用技术版)，2010( 7) : 15-16.

Discussion on two common hollow-slab beam diseases and processing measures

Zhao Xingzhong
( Tianjin Academy of Municipal Engineering Design，Tianjin 300457，China)

Abstract:The paper analyzes assembly-style hollow-slab beam hinge joint cracking，seepage，and horizontal and vertical bottom board cracking causes.Starting from two aspects of waterproofing and hinge joint，it describes various diseases preventing measures，so as to improve bridge structure safety and prolong hollow-slab beam service life as well.

Key words:hollow-slab beam，crack，hinge joint，run-off pipe

作者简介:赵兴中(1981-)，男，硕士，高级工程师

收稿日期:2015-11-24

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0170-02

中图分类号:U445.71

文献标识码:A