谈论桥梁单板受力状况

近十几年来，由于经济发展的需要．高速公路进入大规模建设期。而且多数高速公路选择了高填路基，修建了大量的通道、涵洞及分离式立交。装配式铰接板在施工、造价、施工组织及便于标准化施工方面具有明显的优势．所以得以大规模推广采用。以往修建的高速公路跨径为4m、6m、8m10m、3m、16m、20m25m的桥涵绝大部分采用了这种结构，只有个别采用了现浇板、整体箱型通道及拱桥。桥梁单板受力病害顾名思义即装配式板梁桥横向联接破坏，横向分布失效，造成车轮直接作用于单个板梁，使其独自承受行车荷载。病害严重影响了桥梁的使用安全．造成桥面铺装和铰缝结构的损害，破坏了桥梁功能的整体性．引起荷载横向分布不利和桥面板的内力集中。如不及时处理．逐渐使桥梁承载能力进一步降低和桥面板产生结构性破坏。

1单板受力的病害特征

其病害特征主要有以下几点。

1．1单板受力一般发生在铰接板桥梁行车道范围内。

1．2带有这种病害的板桥，其铰缝混凝土被破坏．并逐步破碎而脱落。在桥面铺装层上沿铰缝方向产生不规则的纵向裂缝，严重时形成一条破碎带。雨、雪水常通过破碎后的铰缝渗入板底，留下明显的渗水痕迹。当重型车辆通过“单板受力”的空心板时产生明显弹性下挠．使其与两侧的空心板上下错位后，形成台阶。待重车通过后，这种错位消除，又恢复原状。

1．3如果长期经受超过设计标准的重型车辆作用。使“单板受力”现象逐渐加重，进入这种病害“后期”阶段，则弹性下挠逐渐变成塑性变形，“单板受力”的空心板与两侧的空心板之间形成永久性台阶。

2形成单板受力的原因分析

从根本上说，单板受力是由于板间铰缝被剪断所致。其产生的原因可以从设计、施工和使用三个方面来分析。其中使用方面的原因即车辆等的荷载超过设计值。尤其是集中荷载(例如车辆的单侧轮组)严重超过设计标准。

2．1设计方面的原因

车辆超载是产生单板受力的主要原因所在，但从设计角度来看，已出现单板受力的桥梁中，预制空心板顶板被压碎的情况却极少发生。这至少说明铰缝部位在设计方面的安全储备远低于顶板的设计。目前常用的预制板设计，一般都存在以下缺憾：

a)铰缝的形式不够合理，例如梁端一定范围的铰缝宽度只有，如果再加上梁板预制和安装就位时的误差，使得铰缝的浇注质量难以保障。另外，在跨中部位的铰缝形式也不尽合理，其抗剪效率不够理想：

b)设计中没有考虑铰缝混凝土自身的收缩作用，没有足够重视新、旧混凝土间粘结力的弱化作用：

C)铰缝钢筋布置太少．顶板连接钢板抗力不足；

2．2施工方面的原因

预制梁板的单板受力与施工质量有着密切的关系，因为在同一条路线、同一种结构型式的桥梁，有的发生单板受力，有的却没有发生，便足以说明这一问题。在施工时一般应注意如下几个问题：

a)预制板侧面应认真凿毛。并仔细清除由于凿毛而产生的松动混凝土块．以增强新、旧混凝土间的粘结和抗剪能力；

b)铰缝混凝土浇筑前，应对梁体侧面进行洒水湿润。以保证新、旧混凝土间的良好结合；

e)铰缝混凝土务必灌满振实，并进行必要的养护；

d)最好能够使用防收缩或微膨胀水泥浇筑铰缝混凝土；

e)梁板吊装时，要密切关注支座受力的均衡性．切忌支座悬空：

f)铰缝混凝土未达到设计强度前，严禁在桥上行驶车辆等重型荷载，以免使铰缝产生内伤。

3预防单板受力的措施

解决问题的宗旨应在于防患于未然，因此应从设计方面人手，采取必要的预防措施。除了规范运输以外，从以下方面考虑，便可基本消除单板受力的弊端，对于小跨径的桥梁，尽量设计成整体现浇结构。

3．1在预制板的跨中和两端设计横隔暗梁，以加强相邻梁体问的联结作用。铰缝相应部位的钢筋也须予以加强。

3．2桥面铺装层设置两层钢筋网，加强桥面板的整体刚度，并防止混凝土开裂。

3．3铰缝混凝土和防水混凝土均采用40#，并在防水混凝土中掺聚丙烯纤维，改善混凝土的抗裂、抗渗和抗磨性能。

3．4在板顶面钻孔植筋，并将锚固筋顶部与桥面铺装层内上层钢筋网纵向钢筋进行焊接．以加强板与板面铺装的共同受力。

3．5铰缝处设联结钢板以增强横向联系，原预留铰缝连接钢筋若有缺失损坏，按原样焊接恢复。

3．6对于预制板横向预应力筋，因为预制板(多数为空心板)的跨径一般在20m以下。所以横向预应力筋的设置一般只在跨中和两端共设三道即可。其中两端的横向预应力筋。除了加强铰缝的抗剪能力外．尚有克服支座不均匀变形方面的作用。但对于现浇接头的一端．因为支座受力基本一致，如果不会出现支座本身质量问题的话，不设横向预应力筋也可以。铰缝的抗剪强度除了混凝土质量以外．在很大程度上取决于新、旧混凝土间的粘结力和摩阻力，其中摩阻力=垂直力×摩阻力系数，由此可见，设置横向预应力(即上式中的垂直力)可以大大增强铰缝的抗剪强度。

4具体施工工艺

具体施工工艺如下：

a)凿除桥面铺装和铰缝混凝土，注意保留原有板的预留钢筋：

b)钢筋植筋。钻孑L时用冲击钻钻孔，确保有足够的粗糙度；清理孔内的灰尘及混凝土碎屑，并保持孑L内干燥，采用专用的植筋胶从孔的底部开始注射至满孔的1／3；将钢筋缓缓旋人孔中，保证钢筋植入部分完全粘上了胶；固化前不能施加任何荷载：

C)防水混凝土宜使用强制式搅拌机，先投入碎石．然后投入聚丙烯纤维，再投入砂子搅拌2min，然后投入水泥和水搅拌均匀即可。