談空心板梁兩個(gè)常見病害及處理措施

趙興中

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津　300457)

談空心板梁兩個(gè)常見病害及處理措施

趙興中

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津300457)

摘要:分析了裝配式空心板梁產(chǎn)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(jié)構(gòu)安全性，延長(zhǎng)了空心板梁的使用壽命。

關(guān)鍵詞:空心板梁，裂縫，鉸縫，泄水管

1　概述

我國(guó)近20年來(lái)小跨徑橋梁的首選方案是預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，它具有上部結(jié)構(gòu)梁高較低、工廠化預(yù)制，圖紙標(biāo)準(zhǔn)程度高，施工簡(jiǎn)單，起吊重量輕，吊裝設(shè)備普通性，產(chǎn)品質(zhì)量控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。隨著時(shí)間的推移，運(yùn)營(yíng)使用的不斷增加，相關(guān)病害相繼顯現(xiàn)，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)空心板的統(tǒng)計(jì)［2］:“預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁的常見病害有上部結(jié)構(gòu)的底板縱、橫向裂縫，梁板破損露筋。其病害發(fā)生頻數(shù)根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示都達(dá)到了28.57%。”由此可見底板縱、橫向裂縫和梁板破損對(duì)于預(yù)應(yīng)力空心板梁橋來(lái)說(shuō)是主要病害。鑒于近幾年參與的幾個(gè)工程實(shí)際案例，得出一些有效的處理措施，其處理后效果均達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。

2　病害原因分析及處理措施

實(shí)際工程案例:本工程位于濱海地區(qū)，濱海腐蝕環(huán)境。橋梁上部結(jié)構(gòu):第1孔～10孔采用25 m后張法預(yù)應(yīng)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?qū)?8.5 m。

檢測(cè)報(bào)告顯示:全橋共有150片后張預(yù)應(yīng)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(shù)的99%。全橋共有裂縫517條，未超規(guī)范限值的裂縫100條，總長(zhǎng)2 192.4 m;超過(guò)規(guī)范限值的裂縫417條，總長(zhǎng)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(shù)的90%，且大部分鉸縫通長(zhǎng)滲水。板梁裂縫區(qū)域示意圖見圖2。

圖2　板梁裂縫區(qū)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(fā)育。該類裂縫產(chǎn)生原因是多方面共同作用的結(jié)果，設(shè)計(jì)原因?qū)е碌牧喊蹇缍却蟆⒘荷磔^高、腹板配筋不足等，施工時(shí)腹板混凝土質(zhì)量差、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等因素。常見的因素有施工中底板澆筑混凝土?xí)r缺乏振搗產(chǎn)生的空洞，膠囊抽拔過(guò)早、過(guò)晚導(dǎo)致的保護(hù)層厚度不均或者因運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的附加應(yīng)力導(dǎo)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(xiàn)其他相應(yīng)病害?？招陌辶洪g的鉸縫是模擬鉸的受力狀態(tài)，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(lián)系上沒有處理好，混凝土不密實(shí)，振搗不利就會(huì)在鉸縫處出現(xiàn)問題。

2.2處理措施

1)從防水著手。根據(jù)本工程的檢測(cè)報(bào)告來(lái)說(shuō)，水是產(chǎn)生橋梁病害的最主要因素，由水病害導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)由上至下的一連串的連鎖反應(yīng)。所以防水也應(yīng)該是橋梁設(shè)計(jì)、橋梁維修的重中之重。對(duì)于非城市橋梁來(lái)說(shuō)，泄水孔的布設(shè)優(yōu)先選用直排式;對(duì)于城市橋梁來(lái)說(shuō)，規(guī)范要求不允許橋梁泄水孔直排，由泄水管導(dǎo)流至地面排除，則必須從橋梁設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)來(lái)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(shè)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(shè)、間距與孔徑;特別是針對(duì)泄水孔堵塞要盡量采用清淤?gòu)濐^。有效的維修、養(yǎng)護(hù)對(duì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，在防撞護(hù)欄的內(nèi)側(cè)各留25 cm寬的距離做無(wú)砂排水層，無(wú)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(huán)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(shè)鋼板以增加橫向聯(lián)系，每隔2 m左右增設(shè)200 mm×200 mm×10 mm厚鋼板，預(yù)埋鋼板與預(yù)制梁體同期實(shí)施，根據(jù)我院近年來(lái)的實(shí)際工程使用效果來(lái)看，在鉸縫處增設(shè)鋼板對(duì)增強(qiáng)空心板梁的橫向聯(lián)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(shí)混凝土，裝配式混凝土空心板橋鉸縫空間小的特點(diǎn)，施工時(shí)振搗不密實(shí)導(dǎo)致的病害，提出采用自密實(shí)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(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)橋荷載的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，自密實(shí)微膨脹混凝土作為鉸縫材料，優(yōu)于普通混凝土，主要反映在密實(shí)性及內(nèi)部混凝土收縮裂縫較少等方面，進(jìn)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(shí)施細(xì)節(jié)示意圖

3　結(jié)語(yǔ)

隨著近些年來(lái)技術(shù)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，汽車行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)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(zhǎng)量占交通量比重明顯增大，一批建成于20世紀(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋普遍出現(xiàn)了橫向聯(lián)結(jié)被破壞、梁底出現(xiàn)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(jié)構(gòu)的安全性降低。本文通過(guò)增設(shè)橫向鋼板、加設(shè)無(wú)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(shí)際使用效果顯示本方法是可行、有效的。

參考文獻(xiàn):

［1］CJJ 99—2003，城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］袁愛民，陸近濤，朱曉文，等.江蘇省普通干線公路預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋典型病害統(tǒng)計(jì)分析［A］.第十九屆全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下冊(cè))［C］.2010.

［3］于春江，俞博，王文剛，等.采用自密實(shí)混凝土鉸縫的空心板橋應(yīng)用研究［J］.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)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(jiǎn)介:趙興中(1981-)，男，碩士，高級(jí)工程師

收稿日期:2015-11-24

文章編號(hào):1009-6825( 2016) 04-0170-02

中圖分類號(hào):U445.71

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A