談空心板梁兩個常見病害及處理措施

趙興中

(天津市市政工程設計研究院，天津　300457)

談空心板梁兩個常見病害及處理措施

趙興中

(天津市市政工程設計研究院，天津300457)

摘要:分析了裝配式空心板梁產生鉸縫開裂、滲水、梁底板縱、橫向裂縫的病害原因，從防水與鉸縫兩方面入手，闡述了各種病害的防治措施，從而提高了橋梁的結構安全性，延長了空心板梁的使用壽命。

關鍵詞:空心板梁，裂縫，鉸縫，泄水管

1　概述

我國近20年來小跨徑橋梁的首選方案是預應力混凝土空心板，它具有上部結構梁高較低、工廠化預制，圖紙標準程度高，施工簡單，起吊重量輕，吊裝設備普通性，產品質量控制簡單等優點。隨著時間的推移，運營使用的不斷增加，相關病害相繼顯現，現有國內空心板的統計［2］:“預應力混凝土空心板梁的常見病害有上部結構的底板縱、橫向裂縫，梁板破損露筋。其病害發生頻數根據統計結果顯示都達到了28.57%。”由此可見底板縱、橫向裂縫和梁板破損對于預應力空心板梁橋來說是主要病害。鑒于近幾年參與的幾個工程實際案例，得出一些有效的處理措施，其處理后效果均達到設計預期。

2　病害原因分析及處理措施

實際工程案例:本工程位于濱海地區，濱海腐蝕環境。橋梁上部結構:第1孔～10孔采用25 m后張法預應力混凝土板梁，梁高1.1 m，梁寬1.24 m，邊板懸臂0.405 m，梁高1.3 m，橋寬18.5 m。

檢測報告顯示:全橋共有150片后張預應力混凝土板梁，其中梁底存在縱向裂縫的板梁共148片，占板梁總數的99%。全橋共有裂縫517條，未超規范限值的裂縫100條，總長2 192.4 m;超過規范限值的裂縫417條，總長9 535.1 m，最大裂縫寬度為0.80 mm;主橋板梁橫斷面示意圖見圖1。

圖1　主橋板梁橫斷面示意圖（單位：cm）

全橋板梁共有140道鉸縫，其中125道板梁鉸縫有滲水痕跡，占鉸縫總數的90%，且大部分鉸縫通長滲水。板梁裂縫區域示意圖見圖2。

圖2　板梁裂縫區域示意圖

2.1病害原因分析

1)梁底板縱、橫向裂縫:裂縫多處于腹板薄弱部分，跨度越大裂縫越發育。該類裂縫產生原因是多方面共同作用的結果，設計原因導致的梁板跨度大、梁身較高、腹板配筋不足等，施工時腹板混凝土質量差、養護不及時等因素。常見的因素有施工中底板澆筑混凝土時缺乏振搗產生的空洞，膠囊抽拔過早、過晚導致的保護層厚度不均或者因運輸過程中產生過大的附加應力導致的混凝土裂縫等。

2)板梁破損的主要原因是空心板梁的鉸縫破壞，失去作用，水從鉸縫處流至板底出現其他相應病害。空心板梁間的鉸縫是模擬鉸的受力狀態，不管是小鉸縫還是大鉸縫處理均是用交叉鋼筋相連，然后灌注鉸縫混凝土。如果鉸接在橫向聯系上沒有處理好，混凝土不密實，振搗不利就會在鉸縫處出現問題。

2.2處理措施

1)從防水著手。根據本工程的檢測報告來說，水是產生橋梁病害的最主要因素，由水病害導致橋梁結構由上至下的一連串的連鎖反應。所以防水也應該是橋梁設計、橋梁維修的重中之重。對于非城市橋梁來說，泄水孔的布設優先選用直排式;對于城市橋梁來說，規范要求不允許橋梁泄水孔直排，由泄水管導流至地面排除，則必須從橋梁設計細節來考慮:縮短排水路徑，注意伸縮裝置處的防水處理，注意橋梁泄水孔的布設考慮橋梁縱坡的影響，做好橋面層間水的排除，做好橋梁泄水管的布設、間距與孔徑;特別是針對泄水孔堵塞要盡量采用清淤彎頭。有效的維修、養護對泄水管的使用壽命有著重要的作用。本工程為了排除層間水，在原有設計的基礎上，在防撞護欄的內側各留25 cm寬的距離做無砂排水層，無砂排水層厚度等同于瀝青混凝土鋪裝層的厚度，在泄水管處，用環氧砂漿將泄水管與梁體之間的縫隙注滿，以防止水從管壁與梁體中間排出。泄水管安裝示意圖見圖3，橋梁原泄水管見圖4，橋梁更換為直排泄水管見圖5。

2)從鉸縫著手。a.鉸縫上埋設鋼板以增加橫向聯系，每隔2 m左右增設200 mm×200 mm×10 mm厚鋼板，預埋鋼板與預制梁體同期實施，根據我院近年來的實際工程使用效果來看，在鉸縫處增設鋼板對增強空心板梁的橫向聯系，提高空心板梁的使用壽命，降低鉸縫破損等病害，作用顯著(見圖6)。b.鉸縫混凝土采用自密實混凝土，裝配式混凝土空心板橋鉸縫空間小的特點，施工時振搗不密實導致的病害，提出采用自密實微膨脹混凝土代替普通混凝土作為鉸縫材料，保證鉸縫混凝土的施工質量。根據現場實橋荷載的相關試驗數據表明，自密實微膨脹混凝土作為鉸縫材料，優于普通混凝土，主要反映在密實性及內部混凝土收縮裂縫較少等方面，進而有效的提高鉸縫混凝土的耐久性。

圖3　泄水管安裝示意圖

圖4　橋梁原泄水管

圖5　橋梁更換為直排泄水管

圖6　鉸縫鋼板實施細節示意圖

3　結語

隨著近些年來技術的發展，科技的進步，汽車行業生產技術的提高，汽車載重能力加大，特別是重型半掛車載重能力的增長量占交通量比重明顯增大，一批建成于20世紀預應力混凝土空心板梁橋普遍出現了橫向聯結被破壞、梁底出現較多裂縫、鉸縫滲水、混凝土破損等病害，橋梁整體受力性能和結構的安全性降低。本文通過增設橫向鋼板、加設無砂排水層、改善原有排水方式等措施，明顯改善了橋梁整體受力性能和承載能力，工程實際使用效果顯示本方法是可行、有效的。

參考文獻:

［1］CJJ 99—2003，城市橋梁養護技術規范［S］.

［2］袁愛民，陸近濤，朱曉文，等.江蘇省普通干線公路預應力混凝土空心板梁橋典型病害統計分析［A］.第十九屆全國橋梁學術會議論文集(下冊)［C］.2010.

［3］于春江，俞博，王文剛，等.采用自密實混凝土鉸縫的空心板橋應用研究［J］.公路交通科技(應用技術版)，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

作者簡介:趙興中(1981-)，男，碩士，高級工程師

收稿日期:2015-11-24

文章編號:1009-6825( 2016) 04-0170-02

中圖分類號:U445.71

文獻標識碼:A