空心板单板受力原因分析及防治
文/李文利
【期刊名称】《交通世界（建养机械）》 【年(卷),期】2012(000)008 【总页数】2
通过对桥梁单板受力现象和原因的分析，提出了单板受力预防和加固的方法，并以工程实例加以详细说明，为单板受力的空心板桥加固提供了参考。 桥梁是公路交通的重要组成部分，装配式钢筋混凝土空心板和预应力混凝土空心板结构因其具有技术成熟、构造简单、便于工厂化施工、施工方便、吊装容易，建筑高度低等优点而在中小跨径桥梁中广泛采用，尤其是在建筑高度受限或平原微丘区。上世纪七八十年代建造的空心板桥荷载标准低，铰缝采用混凝土小企口缝和钢板连接，空心板间横向联系较差。随着交通运输业的蓬勃发展，重型车辆和超载车辆频繁出现，长期作用导致铰缝破碎而空心板横向联系失效，出现空心板单板受力，降低了桥梁的承载能力，空心板处于不利的受力状态，从而梁体出现裂缝，使安全行车有了隐患，影响了公路的正常运营。有时还会造成较大的社会影响。
单板受力原因分析
单板受力的表现为空心板间绞缝混凝土破碎、脱落，而使空心板间失去横向联系作用，导致单个空心板单独承受车轮荷载的作用。单板受力时可表现为桥面铺装层的纵向裂缝，甚至沉陷，在梁底可以表现为板间出现缝隙，渗水和白化现象。
其发生的原因受设计、施工和运营三方面因素影响。
设计方面：首先是设计荷载标准低，设计标准不能与运输业的迅猛发展相适应。公路桥梁设计荷载已由汽车—6级、汽车—8级、汽车—13级发展到汽车—15级、汽车—20级、汽车— 超20级到新规范的公路—Ⅰ级荷载，公路—Ⅱ级荷载，设计荷载最重车为55吨，而实际有些车已达150吨以上。空心板承受的荷载作用成倍增加，受其影响，运营期间挠度大大增加并反复作用，使铰缝混凝土破坏，超重车荷载造成空心板产生较大挠度、铰缝砼脱落，这是形成单板受力的主要原因。其次设计按铰接形式考虑荷载横向分布，实际铰缝设计薄弱，采用的断面薄弱，配筋小，铰缝混凝土由于后期的收缩而与空心板混凝土的粘结力较弱。再者桥面铺装层厚度不足及未设置专门的防水层，而渗水更加速了铰缝的破坏。第四空心板的横断面设计应采用统一斜置或同一标高放置，而不能错台布置，这样会导致铰缝的早期破坏。
施工方面：首先预制空心板完成后，未对铰缝结合面凿毛或采取其他措施，而使新旧混凝土的结合面粘结能力不足，导致抗剪能力较弱 。其次铰缝混凝土未采用合理的配合比，杂质含量高，振捣不密实，养护条件和时间不达标都导致了铰缝混凝土的设计强度不足。第三桥梁下部结构施工标控制不好，吊装时支座悬空，都会导致后期的破坏。第四混凝土铺装层由于施工原因不能保证均匀的厚度而导致运营期间桥面裂缝，使桥面渗水进而使铰缝破坏。
运营方面：首先是超限超载车辆长期反复作用导致空心板对铰缝混凝土的揉搓作用使铰缝混凝土破坏而导致单板受力，重车通过“单板受力”梁板时产生明显弹性下挠,单板受力的空心板与两侧板上下错动后,形成台阶,重车通过后,又恢复原状, 这种错动消除,致使桥梁上部构造整体受力体系受到严重削弱。其次超重车长期作用于固定的空心板位置，长期作用导致空心板下挠，由于在同样的
位置车轮重复冲击是桥面产生疲劳，桥面行车道沥青面层逐渐产生多条纵向裂缝和车辙，严重时会形成纵向的破碎带。第三在雨雪季节桥面积水如果不能得到顺利排除,开裂破坏的防水混凝土层不能阻止雨水、雪水向下渗漏,也会进而破坏铰缝混凝土。
单板受力防治措施
根据分析，可以采用以下措施来减少或防止单板受力现象的发生：首先要加强对超限超载车辆的管理，超载是桥梁上部结构破坏的主要原因，要加大管理和治理力度，以增加桥梁的服役期。其次设计时根据实际情况要适当提高安全系数，采用大铰缝设计，提高铰缝混凝土的混凝土标号，加强铰缝的配筋设计，桥面设置防水层，并适当加厚桥面铺装的厚度和提高配筋，以保证桥梁有足够的承载能力和很耐久性。第三要重视铰缝混凝土的施工管理、施工质量。第四重视养护和及时维修。
空心板桥单板受力导致横向联系作用减弱，长期作用会加速桥梁的破坏，可以采用以下措施来加固空心板桥，增强其整体性：首先凿除桥面混凝土，露出铰缝，如果铰缝混凝土已经破坏，铰缝混凝土也应凿除，然后在铰缝中增设钢筋或钢板，重新浇筑高标号低收缩的混凝土，然后在桥面植入竖向连接钢筋，与新设的桥面铺装钢筋形成整体，同时可改变原来的沥青混凝土铺装为防水混凝土铺装，并增设防水层，必要时采取其他加固措施对空心板的裂缝进行修补。
工程实例
某环城高速公路跨河桥梁采用空心板结构，由于长期处于超载状态，上部结构产生了很多病害，形成了单板受力。该桥梁建于1999年，由于在2003至2007年间的车辆超限超载作用在空心板桥的边板上重复进行，而导致重车道边
空心板单板受力原因分析及防治
