1、简述中小跨径简支梁桥单板受力病害产生原因及处治方法摘要:从构造、施工、养护及行车环境等方面对京哈高速公路锦州管段中小跨径简支梁桥单板受力病害产生原因进行分析，并提出具体处治方法。 关键字：简支梁桥单板受力 铰缝病害 处治方法 中图分类号：U448.21+2 文献标识码：A 京哈高速锦州段于 1999 年通车运营到现在已经达十四个年头，不断增大的车流量和重载以及长时间运营给沿线桥梁的技术状况和使用性能带来了极大的考验。在日常的道路养护中，一些中小跨径简支梁桥出现的单板受力病害，严重的影响着高速公路的通行安全。这些桥梁上部结构多采用装配式简支梁，且横向联系均采用企口式铰缝连接形式。 1 单板受力病
2、害特征 单板受力病害产生的主要原因就是板间横向联系失效，即铰缝失效造成单块板或几块板单独承受行车荷载的现象，特征明显。 （1）一般存在单板受力桥梁在其对应单板受力梁板的桥面铺装上沿铰缝方向都会有一条或多条纵向裂缝，裂缝一般延伸至整跨，严重时形成一条破碎带，进而松散脱落，局部下沉、破损。凿除沥青层后，水泥铺装层也同样存在开裂、破碎，分布钢筋锈蚀或断裂。 （2）单板受力桥梁，对应梁底间勾缝砂浆会部分脱落或全部脱落，铰缝混凝土被剪坏，并逐步松散而脱落，在对应桥下会有散落混凝土碎粒堆积。 （3）单板受力梁板，雨雪水会通过破损后的桥面铺装经失效铰缝渗入板底，留下明显的渗水痕迹，形成水渍。因此，雨季对应单
3、板受力梁板之间会经常出现水渍、阴湿等现象。 （4）单板受力病害基本上都发生在高速公路的大车道，双向四车道高速公路的二车道或双向六车道高速公路的二、三车道。 （5）单板受力桥梁，当重型车辆通过“单板受力”的梁板时会产生明显的弹性下挠和震动，使其与两侧板上下错动，形成台阶。待重车过后，错动消除，恢复原状。病害特征见图 1-1。 a 桥面纵裂 b 桥面纵向破碎带、开裂 c 板底勾缝砂浆脱落 d 板底勾缝砂浆脱落、水痕 图 1-1 2 单板受力病害产生原因分析 2.1 构造及设计原因 中小跨径梁桥上部结构多采用钢筋混凝土实心板或预应力钢筋混凝土空心板梁，一般梁高较小，铰缝受剪面积小，用铰缝来保证整个上
4、部构造的整体作用比较薄弱，整体强度与刚度方面与大跨径箱型梁、T 型梁等梁式结构比较相对偏小。同时，现浇铰缝与预制梁存在新老混凝土结合不良等问题，一定程度上降低了混凝土抗拉、抗剪强度。另外装配式板梁在梁端处设有支座，由于支座因施工不良或使用过程中出现不均匀老化、变形或个别支座出现轻度脱空等原因，使各支座受力失衡，梁板在重载车的反复冲击作用下，造成个别铰缝混凝土在薄弱处被剪切破坏，使铰缝失效。另外，出现单板受力的桥梁基本上都是运行时间较长的老桥，铰缝钢筋及桥面铺装钢筋设计较细，不能满足日益增长的交通量和超重载车的反复作用。 2.2 施工原因 铰缝是确保简支梁桥上部结构整体性要求的构造，有效传递梁板
5、受力，铰缝混凝土及钢筋施工质量的不足是铰缝失效，造成单板受力的主要原因。 （1）混凝土施工方面的缺陷。混凝土强度的不足、铰缝现浇混凝土与梁板老混凝土的不良结合、铰缝漏浆、混凝土振捣不密实以及混凝土养生的不规范是造成铰缝质量不足的主要原因。 （2）铰缝钢筋施工缺陷。梁板铰缝预埋钢筋的尺寸、位置与图纸不符是造成铰缝钢筋质量不足的主要原因。 （3）铰缝钢筋设计标准较低。钢筋设计间距、粗细标准等不能满足日益增长的交通量、荷载的要求。 （4）沥青混凝土桥面铺装厚度不足，水泥混凝土桥面铺装厚度不足或桥面铺装钢筋网间距不规范、保护层不足等。 2.3 养护原因 （1）桥面铺装坑槽、破损等病害维修的不及时、不规
6、范，造成铰缝处混凝土裸露、遭受雨雪水的直接侵蚀或季节性冻胀作用使铰缝混凝土、钢筋技术状况受损。桥面铺装分布钢筋维修的不规范、新旧钢筋搭接长度不足或未搭接上，造成铺装层失去整体性要求。 （2）北方冬季除雪防滑作业，未按要求在桥面和桥头两侧一公里范围内撒布腐蚀性较小的融雪剂而直接撒腐蚀性更大的盐，除雪后未按要求及时清除桥面带有盐的积雪或融化后的盐雪水未及时排除，部分盐水进入桥梁铰缝或其他部位，腐蚀桥梁铰缝或其他部件混凝土和钢筋，造成铰缝或其他部件技术状况受损。 2.4 外界环境原因 （1）不断增大的交通量及超重载车辆的反复碾压超出了桥梁设计荷载是造成桥梁单板受力的客观原因。 （2）高速公路一般都是
7、按车型分道行驶，大货车集中在二、三车道行驶，渠化交通是造成梁板单板受力的另一客观因素。 3 单板受力病害的处治方法 3.1 单板受力病害的预防 （1）对于高速公路中小跨径简支梁桥，要加强日常检查和定期检查工作，及时发现单板受力或单板受力倾向桥梁，及时采取有效措施确保桥梁安全。 （2）及时修补桥面坑槽、破损等铺装层破坏性病害，防止雨、雪水经破损处进入铰缝混凝土，减少水或盐水对铰缝混凝土的侵蚀或季节性冻融作用。维修桥面铺装钢筋时要严格按规范做好新老钢筋的搭接，保证新浇筑混凝土的质量和做好养生工作。 （3）及时修补桥面拥包病害，防止车辆颠簸对梁板的局部冲击作用。（4）减少冬季除雪防滑料的使用或使用腐
8、蚀性小的融雪材料，防止盐水对上部结构混凝土的腐蚀。 （5）加强对通行高速公路的大件超重车辆的管理和限行。 （6）加强桥梁铰缝施工控制，确保质量。 3.2 单板受力病害的维修 单板受力病害的处理应从维修失效铰缝和补强桥面铺装两个方面采取有效措施进行综合治理。 （1）整体更换因设计不足而易造成单板受力的桥面铺装。增粗和加密桥面铺装层钢筋网，从整体上加强铺装层的强度和刚度。 （2）失效铰缝的维修。凿除失效铰缝混凝土，补强原铰缝钢筋的配置，加强梁板的横向联系。如果原铰缝钢筋已经断裂无法补强，则改变原钢筋的配置方案。采取铰缝内设置纵向钢筋和横向抗剪交叉筋后重新浇筑混凝土，如图 3-1 京哈高速锦州管段某小桥铰缝钢筋维修改造配置图所示。 图 3-1 京哈高速锦州管段某小桥铰缝钢筋改造配置图 （3）改变原铺装层设计。在凿除的桥面铺设双层钢筋网，由水泥混凝土取代原来的沥青混凝土层，提高桥面的横向分布能力和整体性。 （4）将小跨径简支板桥上部结构改造成整体现浇结构，提高整体性。单板受力是中、小跨径梁桥的常见病害，及时有效的发现和处理此类病害是高速公路安全运行的基础保障。只有从设计、施工、养护等诸多方面加以重视，才能避免此类病害的发生。 作者简介：郭春雷、男，籍贯：朝阳，出生日期：1978 年 10 月，学历：本科，职称：工程师
