裝配式空心板橋幾種常見(jiàn)病害與防治方法

崔渤

摘 要：本文從設(shè)計(jì)和施工兩方面探討導(dǎo)致裝配式空心板橋幾種常見(jiàn)病害的原因和防治方法。

關(guān)鍵詞：裝配式空心板橋；病害；防治方法

1 前言

隨著公路建設(shè)的快速發(fā)展，裝配式空心板橋以其質(zhì)量可靠，施工方便快捷的特點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用，成為目前公路橋梁中最為常見(jiàn)的橋梁形式。但該結(jié)構(gòu)類型橋梁也容易發(fā)生一些病害，影響了橋梁的使用品質(zhì)和壽命。導(dǎo)致這些病害的原因，除去與交通量大、超載車(chē)輛多有關(guān)外，還與設(shè)計(jì)、施工中一些環(huán)節(jié)注意不夠有關(guān)。

2 裝配式板橋常見(jiàn)病害及成因

裝配式板橋常見(jiàn)的病害主要有支座、橋面鋪裝、板間連接三大類。這些病害的發(fā)生，往往不是孤立的，它們互為誘導(dǎo)因素，相互作用，導(dǎo)致病害的進(jìn)一步加劇。

2.1支座的常見(jiàn)病害。裝配式板橋的常用支座是板式橡膠支座。板式橡膠支座的主要病害有垂直壓縮變形過(guò)大、剪切開(kāi)裂、脫空、老化等。由于這些病害的存在，導(dǎo)致支座功能喪失。

2.1.1設(shè)計(jì)方面的原因

（1）板式橡膠支座主要是承受由梁板傳來(lái)的垂直壓力和梁板因撓度及溫度變化傳來(lái)的剪力。其承受垂直壓力的能力較高，而承受剪力的能力相對(duì)較低。因此，板式橡膠支座原則應(yīng)水平放置，以更好適應(yīng)受力狀態(tài)，發(fā)揮作用。但當(dāng)縱坡或橫坡較大時(shí)，這種因支座斜置而導(dǎo)致的附加剪力和偏壓現(xiàn)象就不可小視。這時(shí)支座就不能再直接放置在有坡度的墩臺(tái)頂上，梁底端部和墩臺(tái)也必須做適當(dāng)坡度調(diào)整。以最大限度地減少支座的附加剪力和偏壓現(xiàn)象。而在實(shí)際工程中，這些細(xì)節(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)容易忽略，或不夠詳細(xì)明確。按圖施工的結(jié)果導(dǎo)致了支座的損壞。

（2）導(dǎo)致支座損壞的另一個(gè)設(shè)計(jì)原因是板與板連接能力設(shè)計(jì)不足，過(guò)去常采用小企口縫、窄板間縫 、無(wú)板間連接筋的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致主梁整體性不足，橫向分布車(chē)輪荷載能力不足，甚至單板受力，梁板撓度增大，使支座受力更集中、更復(fù)雜，進(jìn)而過(guò)早地出現(xiàn)過(guò)大壓縮變形、剪切開(kāi)裂等病害。

2.1.2施工方面原因。由施工不當(dāng)造成支座病害的原因，可以歸納為以下五個(gè)方面：

（1）未按設(shè)計(jì)要求，在橋梁縱坡或橫坡較大時(shí)，對(duì)墩臺(tái)頂及主梁端底進(jìn)行調(diào)坡處理，使支座大偏心受壓，甚至局部承壓，造成支座局部壓縮變形過(guò)大破壞。

（2）主梁板間縫，施工質(zhì)量差，特別是設(shè)計(jì)小企口縫時(shí)，由于縫窄，隨便灌入稀砂漿，強(qiáng)度低、傳力差、主梁整體差、導(dǎo)致橫向分布荷載能力低，使個(gè)別梁板受力過(guò)于集中、過(guò)大，造成其下支座的壓縮變形過(guò)大和剪切開(kāi)裂破壞。

（3）安裝支座墊石測(cè)量不準(zhǔn)確和預(yù)制梁板的翹曲，是造成支座脫空的主要原因。橋梁在交工驗(yàn)收時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分支座脫空現(xiàn)象的不在少數(shù)。

2.1.3養(yǎng)護(hù)方面的原因。養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、不到位，也是造成支座病害發(fā)生的原因之一。對(duì)于橋面病害不及時(shí)修復(fù)，造成雨水，甚至酸、堿、油溶劑的下滲，對(duì)支座造成腐蝕損害。

2.2橋面砼鋪裝層的病害。橋面砼鋪裝層的常見(jiàn)病害是裂縫、滲水和破損，其破壞原因既有設(shè)計(jì)原因，也有施工和養(yǎng)護(hù)原因。

2.2.1設(shè)計(jì)方面的原因

（1）目前的橋面砼鋪裝層設(shè)計(jì)，過(guò)于簡(jiǎn)化，往往只給一個(gè)配筋圖和層厚規(guī)定值。而對(duì)于梁板的上拱度，及其對(duì)鋪裝層的影響，沒(méi)有提供解決方法，而其影響又不可小視。施工單位簡(jiǎn)單按圖施工的后果是跨中鋪裝層厚度不足。

（2）主梁板之間連接設(shè)計(jì)不合理，早些年設(shè)計(jì)施工的裝配式板橋，梁板之間無(wú)連接筋，且板縫空間太小，鉸縫砼質(zhì)量不易保證。而鉸縫砼的損壞，降低了傳力效果，導(dǎo)致主梁板整體性差，反射效應(yīng)導(dǎo)致其上鋪裝層局部破損。

2.2.2施工方面的原因。施工不當(dāng)也是引起裝配式板橋橋面鋪裝損壞的原因，可歸納為以下幾個(gè)方面：

2.2.2.1砼鋪裝層厚度不足，由于主梁上拱效應(yīng)，致使主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高有較大差異。以20米跨徑預(yù)應(yīng)力空心板為例，一般上拱度有2cm～4cm。這樣按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行橋面鋪裝，勢(shì)必造成砼鋪層在許多地方厚度不足，過(guò)薄的鋪裝層不但起不到分布荷載的作用，耐沖擊、防水能力也大為降低，從而產(chǎn)生局部破壞。

2.2.2.2橋面鋪裝層與橋梁主要結(jié)構(gòu)層的連接界面處理不干凈。由于橋面鋪裝的砼一般厚度較小，因此要保證橋面鋪裝層的正常工作，必須使鋪裝層與主梁結(jié)構(gòu)牢固粘接， 否則脆性的薄層砼板將無(wú)法適應(yīng)荷載和溫度引起的變形而產(chǎn)生破壞。橋面鋪裝時(shí)一般需要對(duì)底層砼鑿毛并沖洗干凈，以保證界面的粘結(jié)。然而施工中往往存在鑿毛不徹底或沖洗不干凈的情況，這樣往往導(dǎo)致鋪裝層過(guò)早損壞。

2.2.2.3鋪裝層砼配合比設(shè)計(jì)不合理。由于鋪裝層砼和主結(jié)構(gòu)砼的齡期不同，加上主結(jié)構(gòu)含水量較小，因此橋面鋪裝層極易在澆注初期產(chǎn)生干縮裂紋。因此鋪裝砼需要有較小的水灰比，過(guò)大的水灰比將導(dǎo)致鋪裝層產(chǎn)生早期損壞和開(kāi)裂。

2.3板間縫砼的病害。板間縫砼病害主要表現(xiàn)為板間縫砼的破碎、脫落，其產(chǎn)生的原因有設(shè)計(jì)、施工兩方面的原因。

3. 裝配式板橋常見(jiàn)病害的防治

3.1支座病害的防治。支座病害的防治應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)三方面綜合采取措施。

3.1.1設(shè)計(jì)措施

（1）充分論證，綜合考慮前期費(fèi)用、養(yǎng)護(hù)更換費(fèi)用，受力特點(diǎn)、適用溫度等因素，選用更合適的支座型式。

（2）當(dāng)橋梁縱或橫較大時(shí)，如選擇板式橡膠支座，要設(shè)計(jì)墩臺(tái)頂調(diào)平層，或墊石調(diào)平，同時(shí)主梁端底設(shè)置與縱橫坡相適應(yīng)的調(diào)坡措施。

3.1.2施工措施

（1）充分理解設(shè)計(jì)意圖，梁板嚴(yán)格按圖預(yù)制，確保各細(xì)部尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤，克服慣性思維，對(duì)于無(wú)設(shè)計(jì)，或設(shè)計(jì)不明確的細(xì)部尺寸，要積極與設(shè)計(jì)單位溝通，妥善解決。嚴(yán)禁為了省事，有意忽略細(xì)部尺寸構(gòu)造。

（2）認(rèn)真對(duì)待支座下墊層、墊石的施工，不僅要保證其強(qiáng)度符合要求，其高程也要準(zhǔn)確無(wú)誤，符合設(shè)計(jì)要求，最好按等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量，控制其標(biāo)高。

（3）嚴(yán)把支座訂購(gòu)進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量關(guān)，支座材料有一定的適用溫度范圍，比如，氯丁橡膠（CR）支座適用溫度范圍為-25℃～60℃，屬常溫型橡膠支座。采用天然橡膠（NR）生產(chǎn)的支座適用溫度為-40℃～60℃，屬耐寒型支座，訂購(gòu)支座要結(jié)合各地氣溫條件，選用合適材料制成的支座。對(duì)進(jìn)場(chǎng)支座除按規(guī)定抽檢力學(xué)性能指標(biāo)外，還應(yīng)做材料定性試驗(yàn)、耐老化試驗(yàn)等。

3.1.3養(yǎng)護(hù)方面的措施

（1）及時(shí)消除橋面病害，控制橋面病害向支座傳導(dǎo)。

（2）對(duì)支座進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)、保潔、除銹、防塵。

（3）及時(shí)更換病害支座，對(duì)于偏壓支座更換時(shí)要加墊楔形鋼板。

3.2橋面砼鋪裝層病害的防治

3.2.1設(shè)計(jì)方面的措施

（1）深入研究橋面砼鋪裝層的受力狀態(tài)和設(shè)計(jì)理論，對(duì)橋面鋪裝層進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。在目前情況下，應(yīng)從增強(qiáng)橋面鋪裝層耐沖擊和分布荷載能力方面考慮，采取適當(dāng)增加砼鋪裝層厚度，采用雙層鋼筋網(wǎng)的措施。

（2）對(duì)主梁上拱度提出明確指標(biāo)，對(duì)砼鋪裝層厚度、上拱度、墊石（墊層）標(biāo)高、橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高，進(jìn)行綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)，消除上拱度對(duì)鋪裝層厚度的影響。

3.2.2施工方面的措施

（1）嚴(yán)格控制梁板的張拉應(yīng)力和成品梁板堆放時(shí)間，確保主梁上拱度不超標(biāo)。

（2）橋面鋪裝層砼施工前，將梁板頂面鑿毛、沖洗干凈，如主梁頂面拉毛程度不理想，可以采用重新刻槽或增鋪界面劑方法，增強(qiáng)鋪裝砼與主梁的連接。

（3）選擇最佳配合比。由于鋪裝層屬于薄層結(jié)構(gòu)，不易提漿，需要坍落度大，而坍落度大又易導(dǎo)致干縮裂縫，降低防水功能，選擇其配合比，要根據(jù)工藝條件、施工方法、施工速度、施工溫度綜合考慮，經(jīng)工藝試驗(yàn)確定。特別是選用商品泵送砼時(shí)，更應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，確定是否適用。

（4）加強(qiáng)施工準(zhǔn)備和組織管理。由于鋪裝層薄，砼水分損失快，容易造成收不住漿而干裂，所以在夏天施工要做好防曬、防風(fēng)、防雨準(zhǔn)備，冬天施工，要做好保溫防凍準(zhǔn)備。為保證防水效果，施工組織要緊湊，并盡可能減少施工縫。

3.2.3養(yǎng)護(hù)方面的措施

（1）對(duì)橋面出現(xiàn)的局部病害，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理，防止病害的擴(kuò)大。

（2）對(duì)較大面積裂縫、滲水等病害，進(jìn)行徹底處理。

（3）及時(shí)清除橋面積雪、積水。

3.3板間縫砼病害的病害的防治

3.3.1設(shè)計(jì)方面的措施

（1）將企口縫設(shè)計(jì)成較寬、較深的大企口，縫內(nèi)放置縱向受力筋和箍筋，以增強(qiáng)其抗剪傳力能力。

（2）主梁板之間設(shè)置橫向連接筋，增強(qiáng)連接效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

裝配式板橋的病害有多種多樣，原因也不一而終。本文所揭示的三種病害，是筆者近幾年工作中遇到較多的、較典型的病害。在此對(duì)病害原因和防治方法的歸納總結(jié)，主要是為了拋磚引玉，引起同行們?cè)谠O(shè)計(jì)施工中對(duì)一些細(xì)節(jié)的關(guān)注，最大限度地減少病害的發(fā)生。同時(shí)也希望能為同行們處理類似病害，提供一些參考方法或思路。

參考文獻(xiàn)

[1]JT/T4-2004《公路橋梁板式橡膠支座》.

[2]文武華，徐洪泉《大跨徑預(yù)應(yīng)力梁拱度控制及拱度影響橋面鋪裝層的解決方法》公路，2003年第2期