浅铰空心板梁底板纵向裂缝成因分析及处治方法研究

６ ６ ＋ １ ２ ０ ＋ ６ ６ ｍ； 引 桥 均 采 用 简 支梁 ， 佛 山岸 跨 径 布 置 为 １ ５×３ ０ ｍ＋１× ５ ５ ｍ， 三 箱 梁外 ， 其 余桥 跨 均为 预应 力 混凝 土 空心 板梁 。运 营过 程 中发 现 本桥 的引桥
水 岸 跨径 布 置为 ９ Ｘ ３ ０ ｍ－ Ｉ － ３ ０ Ｘ ２ ０ ｍ。引桥上 部 结构 除 ５ ５ ｍ跨 为 预应 力混 凝 土 处 治 。
度 。而本 桥 采用 的 是宽 幅
心板扭转时提供 刚度 ， 防 止纵 缝 的发 展 ； ③ 增 加 腹 板 与底 板 问 的整 体 性 ， 防
止 因 为 纵 缝 导 致 截 面 分
离。
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图４ 跨 裂缝 粘 帖钢 板 条
空心 板 ，荷 载横 向传 递 时 扭矩 的影 响 显 著 ，最 终 由 于扭 转产 生 的横 向正应 力 反复 作用 下 ，在 截 面薄 弱 处产 生 裂 缝 。“ Ｖ 形槽” 的
路 桥建 设
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浅铰 空心板梁底板 纵 向裂缝成 因分析及处治方法研 究
公祥 玉
佛 山 市新 城 开 发 建 设 有 限公 司
广东 佛 山
５ ２ ８ ０ ０ ０
摘要： 我 国早 期 建成 的 空心板 梁 桥 ， 梁 高和 板 厚均 较 小 ， 铰 缝较 浅 。在底 板 下表 面 多 出现 了纵 向裂 缝 。本 文通 过 现场检 测 、 监测 和 计算 分析 ， 探讨 了该类 裂 缝 的成 因。 并给 出了行 之有 效 的处 治方 案 ， 可供 类似 桥 梁加 固维 修 时参考 。 关键 词 ： 浅铰 空 心板 纵 向裂缝 成 因分析 加 固维 修 经 计算 ， 在 挂 车 荷载 作 用 下 ， 在底 板 底 面 两侧 分 别 出 现０ ． ７ Ｍ Ｐ ａ 的 横 向 压 应力 和 １ ． ５ ＭＰ ａ 的横 向拉 应力 。 在 该应 力 的反 复作 用 下 ， 空心 板 底板 出 现纵 缝 。
２ ． 裂缝 开展 实 时观 测
由于金沙大桥的加 固维修工作需要在桥址两侧 的新桥建成后 ，才能实 施 。为 了 防止 梁底 纵 向裂 缝 的发 开展 危及 害 桥梁 安 全 ， 在进 行 交通 管 制措 施
（ 限载ｌ ５ 吨 限 高２ ． ６ 米） 的 同时 ， 选 取 梁底 已经 形成 的典 型纵 向裂缝 共 计 １ ２ 条。
减小 了０ ． ８ ＭＰ ａ 。
４ ． 主 要结 论
我 国早期 建成 的空心 板 梁桥 ， 梁 高 和板 厚均 较 小 ， 铰 缝较 浅 。 这 类 空心 板
根据 桥梁 结 构 体 系 的受力 特 征 ， 采用 ｍ ｉ ｄ ａ ｓ Ｆ Ｅ Ａ 有 限 元分 析 软 件 ， 建 立 空 间实 体单 元 ， 对 结 构进 行线 性 静 力分 析 。有 限元 模型 ， 如， 图２ 所示。
制措 施 后 ， 金 沙 大桥 空 心板 梁底 板纵 向裂缝 发 展不 明 显 ， 由此 可见 ， 金 沙 大桥 长期 的超 载运 营行 是 产生 该类 裂 缝 的重要 原 因之 一 。
２ ） 跨 纵 向裂 缝 ， 粘 帖 ５ ｍ ｍ厚 的纵 向钢 板 条 ， 如 图． ４ 所示 。根 据整 体计 算 的 结果 ， 将 空 心板 梁 底 受 拉 区域 粘 帖钢板 。 粘 帖钢 板 主要 有 以下 目的 ： ① 增 加抗 弯 承 载 能力 ； ② 在 空
筋 网连 为 一体 。 铰 缝 采用 Ｃ ４ ０ ／ ］ ＇ ￣ 石子混凝 土浇筑 ，
板间 １ ｃ ｍ的 缝采 用 ＭＩ Ｏ 水
泥砂浆浇筑 ， 然后 浇筑铺
装 层 。如 图３ 所示 。
图３重做 空 心板铰 缝
在裂缝上布设传感器 ， ２ ４ ／ ］ ￣ 时不间断地收集裂缝数据。 经 过７ 个 月对 于 空 心板底 板 的纵 向裂缝 的 实 时监 测 ，发 现 在进 行 交通 管
图１ 空 心板 “ Ｖ形槽 ” 示意图 形态 ， 如 图１ 所示 。
经 过 有 限 元 计 算 ，在 底 板 底 面 两 侧 分 别 出现 ０ ． ９ Ｍ Ｐ ａ 的 横 向 压 应 力 和 ０ ． ７ ＭＰ ａ 的横 向拉 应力 。相 比于加 固前 ， 在 挂车 荷 载作 用 下底 板底 面横 向应 力
３ ． 裂缝成 因分析
经 现场 检查 发 现 ，金 沙大 桥 所采 用 的 ２ ０ ｍ跨及 ３ ０ ｍ 跨 空 心板 均 为浅 铰 空 心板 。铰缝深度仅有７ ｃ ｍ。铰缝处钢筋直径仅有６ ｍ ｍ。在现场凿开桥面后 ， 发 现铰 缝破 坏 较 为严 重 ， 这 导致 了各空 心 板间 整体 性很 差 。 在 浇筑板 空 心 混凝 土过 程 中 ， 底 板混 凝 土未 产 生 强度 时侧 模 板 竖 向滑 移 导致 梁 底 混凝 土 受 到初 始 伤 害 ， 形 成 的ｖ 形 槽 更进 一 步 消 弱 了局 部 断 面 的强
空心板存在较多的纵 向裂缝 ， 并伴有渗水 ， 结晶现象。 置 桥 面 铺 装 绑 扎 铺 设 钢 纵 向裂缝 出现在腹板与底板相交位置的倒角处 。 该裂缝的出现削弱 了腹 筋 网 时 ， 将 两 空 心 板 铰缝 板与底板之间的整体性 ， 大大降低了空心板的刚度 和承载能力， 影响 了结构 处 原 有 钢 筋 及 新 植 入 的 安全。 钢 筋 相 互 搭 接 焊并 与 钢
１ ． 工程 概况
佛 山市 南海 区金 沙 大桥 位 于南 海 区小 塘镇 与 金 沙镇 交 界 的北 江 之上 ， 是
一
座 公 路 特 大 桥 。该 桥 全 长 １ ６ ３ ２ ． ５ ｍ，主 桥 为 三 跨 连 续 刚 构 ，跨 径 布 置
３ 加 固维修 方案
在判 断清 楚 空心 板底 板 裂缝 的成 因后 ， 主 要 以下 两个 方 面对 该 病 害进 行 １ ） 凿 除桥 面铺 装后 ， 清 除全 桥铰 缝 中原 有 的混 凝土 。 在 梁顶板 植 筋 ， 在 重