空心板梁橋結構性病害及橫向聯(lián)系加固方法

蔡遠鋒

(江西省贛州市公路管理局興國分局，江西 贛州 341000)

空心板橋是我國橋梁中一種較為常見的類型，基本上均是小縫連接的形式，隨著使用年限的增加以及其他不良因素的影響，空心板橋的承載能力會逐漸降低。一些橋梁會出現(xiàn)單板受力問題，影響到了橋梁使用安全性，也對公路運營安全帶來較大的威脅。近幾年，我國空心板橋實際使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)了較多問題，由于空心板橋不具備較大的剛度以及承載力裕度，再加上一些結構細節(jié)不合理，使得結構沒有較好的耐久性。常見的問題是在使用幾年時間后，空心板橋會發(fā)生較多病害，嚴重情況下還會有倒塌的問題。現(xiàn)階段，對于病害程度較小，同時仍在承載力要求范圍內的空心板梁橋，通過有效的加固方式，可以提升原來的承載力，延長使用壽命，并且能夠在保證通行安全的同時，降低經(jīng)濟損失，具有較好現(xiàn)實性意義。

1 典型病害分析

對于空心板梁橋而言，其典型病害形式較多，包括：單板受力過大、橫向聯(lián)系不佳、板端梁段以及跨中梁段出現(xiàn)裂縫等。

通常情況下，針對板端梁段以及跨中梁段裂縫處理會有較多的方式，取得的效果也較為明顯，例如，可以通過有黏結預應力加固的方式解決抗彎承載力不足以及橫向開裂問題；可以通過橫向有粘結預應力加固以及增大截面的方法，解決抗剪承載力不足以及斜向開裂問題，不過以上方法并不能有效解決單板受力過大以及橫向聯(lián)系不佳問題。

實際進行空心板設計時，會假設鉸縫不傳遞彎矩只是傳遞剪力。但就實際情況而言，空心板不但會承受著縱向彎矩的作用，同時還會受到橫向彎矩的作用。橋面鋪裝、鉸縫連接鋼筋以及鉸縫混凝土共同實現(xiàn)空心板之間的連接，不過因為鉸縫橫向聯(lián)系上并不具備較高的強度，主要是通過橋面鋪裝承受橫向彎矩。再加上橋面鋪裝厚度有限，存在的鋼筋也較少，往往會在橋面出現(xiàn)縱向裂縫問題。

當橋面存在縱向裂縫時，水分會通過裂縫滲漏進橋面內部，從而逐漸破壞各空心板間的聯(lián)系，逐漸加大空心板鉸縫開裂長度，當裂縫達到一定長度后，會形成單板受力過大問題。

對于空心板梁橋而言，單板受力過大以及橫向聯(lián)系不佳是一種較為嚴重的病害類型，危害性較大。這種病還雖然沒有破壞掉整體結構性，不過會明顯增大個別空心板的橫向分布系數(shù)。這種情況下，會使橋梁承受較高的荷載作用效應，相應的會在相應位置出現(xiàn)結構性病害，如，可能會在空心板板底位置處出現(xiàn)橫向裂縫，也可能在板端腹板位置處出現(xiàn)斜向裂縫等，一旦超出承載能力范圍，會嚴重威脅到結構安全，所以需要將其作為重點關注的問題，當單板受力過大時。

從以上內容中可以得出：空心板梁橋整體受力性能會直接受到空心板橫向聯(lián)系的影響(空心板橫向聯(lián)系會影響空心板梁橋的整體受力性能)，通過強化空心板間的橫向聯(lián)系可以有效提升橋梁的耐久性以及結構安全。因此，下文主要探究空心板間橫向連接的幾種加固措施，第一種為粘貼鋼板加固；第二種為橫向預應力加固；第三種為板端增設支撐加固；第四種為改變結構形式加固，在以上方法的應用下，可以促進空心板梁橋養(yǎng)護以及維修工作的順利開展。

2 空心板間橫向連接的加固方法

2.1 粘貼鋼板加固

這種加固方式主要是將鋼板固定在空心板底的鉸縫位置處，從而達到提升鉸縫橫向抗彎能力以及抗剪能力的作用，加固空心板間橫向聯(lián)系的同時，會使空心板承載能力得以有效提升。

進行鋼板粘貼時，主要可以分為九個步驟：第一步，明確結構主筋位置；第二步，確定螺栓植入位置；第三步，將鋼板及空心板底表面處理干凈；第四步，配制粘結劑；第五步，固定、加壓；第六步，錨固螺栓；第七步，注膠；第八步，固化；第九步，涂刷防腐涂裝。實際施工環(huán)節(jié)需要注意以下幾個方面。

首先，錨固螺栓時，必須保證實際鉆孔深度以及牢靠性。

其次，需要保證鋼板以及混凝土表面干凈、清潔，需要將鋼板表面存在的鐵銹、油漬等污染物質清理干凈，混凝土突出部分需要通過打磨的方式去除掉，破損部分可以利用環(huán)氧砂漿進行修補。

再次，鋼板粘貼過程中緊密性要好，不能出現(xiàn)空鼓問題。粘結方式上可以選擇壓力注膠法，時刻關注粘結狀態(tài)，待硬化后需要用拳頭敲擊鋼板，若出現(xiàn)空洞聲則說明粘貼不夠密實，需要重新注膠直至無空洞聲為止，粘貼工作完成后，還應做好防腐處理工作。

最后，為有效提升空心板梁橋橫向整體工作性能，可以在板底增設鋼橫梁，具體的設計原理以及施工方式可以參照鋼板粘貼(請明確)進行。

2.2 橫向預應力加固

這種加固方式主要是在空心板上安裝錨固裝置，通過張拉橫向的預應力筋會使鉸縫承受一定的壓力，從而起到強化空心板橫向聯(lián)系的作用。在邊板外側腹板處設置相應的錨固板，并且張拉橫向的體外預應力筋。此外，可以將錨固板設置在空心板底部位置，張拉橫向的預應力筋，并且有效保護預應力筋，可以噴射高翔能的符合砂漿。還可以將波紋管預埋在空心板的底部跨中位置，達到規(guī)定強度后，張拉預應力筋，隨后進行注漿以及封錨操作。加固橫斷面圖以及縱斷面圖如圖1、圖2所示。

圖1 橫向預應力加固橫斷面圖

圖2 橫向預應力加固縱斷面圖

加固完成后進行相應的荷載試驗，試驗結果顯示，通過加固處理，有效提升了橋梁的整體工作性能，并且空心板的橫向分布計算結果與鋼接板梁法的計算結果并無較大差異。若空心板存在單板受力過大問題，其兩側鉸縫位置通常會受到較為嚴重的破壞，因此，加固橫向預應力過程中，還需要處理鉸縫，才能有效提升空心板梁橋的性能。實際施工環(huán)節(jié)需要注意的是：若要實現(xiàn)預應力的有效傳遞與施加，需要保證空心板同預應力筋錨固點緊密相連，并且還應做好預應力筋的防腐工作。

2.3 板端增設支撐加固

若空心板橋梁存在較為嚴重的板端破損問題，為減少支點剪力效應以及跨中彎矩效應，需要在板端設置支撐。實際實施環(huán)節(jié)，還需著重注意以下兩點：第一，牛腿應緊緊錨固在墩臺上；第二，保證支撐與空心板底接觸緊密。

2.4 改變結構形式加固

這種加固形式主要是在空心板底部澆筑混凝與，將原本的梁變?yōu)楣埃唧w操作步驟是：通過在橋臺位置處進行開挖，將基礎頂面露出來，綁扎鋼筋后進行拱座澆筑。隨后根據(jù)設計內容拼裝鋼波紋板，在拼裝縫隙中填充自密實微膨脹混凝土。施工環(huán)節(jié)應注意接縫應緊密搭接、澆筑應對稱，同時新澆注填充混凝土密實性要好。

3 結 語

綜上所述，空心板梁橋實際運營過程中會出現(xiàn)一些結構性病害，影響其正常使用年限的同時，也會造成相應的經(jīng)濟損失，因此，需要通過各種有效的加固方式提升空心板梁橋的整體受力性能，實際應用時，可以根據(jù)具體情況加以選擇，真正發(fā)揮出各個加固方法的自身作用，促進我國橋梁工程健康發(fā)展。