空心板梁桥典型病害成因分析及防治措施

空心板梁桥典型病害成因分析及防治措施

发表时间：2019-07-02T14:32:58.387Z 来源：《工程管理前沿》2019年第07期作者：张本权

[导读] 就空心板梁桥最常见的病害成因及防治措施提出自己的一些观点，以供借鉴参考。

重庆市市政设施管理局重庆 400015

摘要：随着公路事业的快速发展，已建成桥梁的各种病害及养护问题也接踵而来，需要更多专业、负责的桥梁工程师，强化其责任意识，从而提高整个公路桥梁的质量。重庆市内环快速路中，简支混凝土空心板梁桥是中小跨径桥梁的主要结构形式。本文就空心板梁桥最常见的病害成因及防治措施提出自己的一些观点，以供借鉴参考。

关键词：空心板梁桥；典型病害；成因分析；防治措施

重庆是山水之城，享有桥都美誉，现有各类桥梁4500多座，建设密度和施工难度世所罕见。重庆内环快速路2002年建成，发挥着出城高速公路与城内道路连接的作用，承担了主城区大部分出城和入城交通流量，是重庆城区的一条重要道路。空心板梁桥是内环快速路中小跨径桥梁的主要结构形式，包含钢筋混凝土空心板梁和预应力混凝土空心板梁两类。此类桥梁的典型病害主要集中在上部结构和桥面系，比较典型的病害有：桥面铺装裂缝及坑槽、桥面渗漏水、空心板梁裂缝、铰缝破坏等。

1典型病害成因分析

1.1桥面铺装裂缝

桥面铺装裂缝大体分为结构性破坏裂缝、横向裂缝、纵向裂缝三种。结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载作用力引起的，当荷载作用大于刚性基层材料的抗拉强度时，其基层底部会出现破裂，同时在车辆荷载反作用力的情况下，基层底面的破损会扩展到桥面，使得桥面也产生破坏；横向裂缝是由于地基不均匀沉降及行车过程中重型车辆的刹车对桥面铺装层产生巨大的挤压力，使得桥面开裂脱落；纵向裂缝是因为桥梁支座受力不均引起的，空心板下支座会发生形变老化，在车辆荷载反复作用下产生向下形变，致使桥面裂缝。

1.2桥面铺装坑槽

桥面铺装出现坑槽及波浪一般有以下几点引起，一是在初期设计的时候没有考虑到桥面铺装层的结构受力，计算的时候侧重于纵梁的分析，对横梁的刚度重视不足，使得桥面铺装层分担了较多的荷载力；二是施工过程中梁顶清除不到位，使得铺装层与主梁结合度不够；三是桥面铺装本身施工受到施工环境及桥体架构的制约，对铺装工作有一定影响。

1.3桥面渗漏水

桥面渗漏水的病害特征主要表现为墩台位置渗漏水、梁间铰缝渗漏水、梁底裂缝渗漏水、梁底析白泛碱渗水等几个方面。通过实践经验和理论均表明混凝土桥梁的许多病害与水有着密不可分的关系。因此，桥面渗漏水既是桥梁结构的典型病害特征，又是应该给以足够重视的病害特征。

桥面渗漏水的根本原因为桥面防水层的破坏及排水系统的不完善，比如墩台位置渗漏水一般为伸缩缝和桥面连续止水功能丧失，同时还有桥面排水系统设计考虑不足引起。伸缩缝止水功能的丧失往往与养护维修不及时有关系，比如伸缩缝橡胶止水带老化破坏未及时更换等。铰缝间渗漏水一般为铰缝损坏和桥面防水层破坏所致。梁底裂缝渗漏水及梁底析白泛碱渗水是空心板梁空腔内有积水，积水从梁底横向裂缝或纵向裂缝渗出。桥面泄水孔的设置不合理，也会导致桥下构件遭受雨水侵蚀。

1.4板梁裂缝

钢筋混凝土空心板梁的裂缝主要表现为梁底横向裂缝和纵向顺筋裂缝。由于钢筋混凝土构件设计时即考虑其带缝工作，因此其横向裂缝由于构件受弯而开裂，属于正常现象，只要其横向裂缝宽度不超过规范允许的限值，一般不会引起主钢筋的锈蚀。但横向裂缝过密和开裂过高，对主梁刚度的降低较为明显，主梁刚度降低会引起其他连锁反应。纵向顺筋裂缝一般由主筋锈蚀胀裂所致，由于钢筋锈蚀膨胀的不均匀性，裂缝两侧通常有明显高差。

预应力混凝土空心板梁的裂缝主要表现为梁底顺筋纵向裂缝。由于预应力的存在，梁底很少出现横向裂缝，规范也要求全预应力构件不允许出现横向裂缝。根据对重庆市内环快速预应力混凝土空心板梁桥的检测经验表明，目前还未发现有跨中截面位置出现横向裂缝的预应力混凝土板梁。有时会在梁端底部出现较短的横向裂缝，这种裂缝出现与预应力钢筋的隔离长度设置不当及预应力放张过快有关，导致预应力筋端部局部拉应力过大而开裂。

1.5铰缝破坏

铰缝破坏可以从设计、施工两大方面进行分析。设计方面当预埋连接钢筋抗拉力较低时，行车荷载作用力下预埋筋极有可能被拉断，破坏铰缝。施工过程中，铰缝预留的尺寸较小，仅是空心板之间的狭小空隙，填筑混凝土时只能插捣，影响了铰缝混凝土的密实度，施工过程中凿毛的不彻底也会对铰缝造成破坏，受到大力挤压时面层容易发生破损。

2典型病害的防治措施

针对这些病害的“防治”，应从两个层次去考虑，首先在于“防”。防病于未然，既可延长桥梁的寿命，又在经济上节约了大量维护资金。预防工作应始终贯穿设计、施工、养护的各个环节。

过去的设计对结构的安全性考虑较多，而对结构的耐久性方面的关心却较少。新的桥梁规范已经在耐久性设计方面有了很大提高。以前对桥面铺装的设计仅把它作为不参与受力的结构面层进行设计，实际上桥面铺装直接承受车辆轮压的作用，既是保护层，又是受力层，必须有足够的强度、良好的整体性，同时还应具有防水性及其对温度变化的适应。因此新规范对桥面铺装层的厚度、钢筋直径、钢筋网间距的规定都很严格，如此大大提高了桥面铺装层的耐久性能。对于桥面排水设施，设计时应考虑将雨水归集起来按照预设的管道流入地下的排水设施，应避免雨水横流的现象，减少甚至避免桥面渗漏水的病害发生。此外应加强铰缝构造的设计，必须考虑铰缝构造除抗剪外还要抵抗横向弯矩，特别是小跨径桥梁，其梁高较矮，抗扭刚度相对较小，必须加强铰缝横向抗弯性能的设计。总之，从设计角度主动考虑结构的耐久性能是提高结构寿命，预防病害发生的首要环节。

施工质量的好坏直接决定桥梁病害发生的轻重和早晚，有的桥梁建成不久就出现了严重的病害，而有的桥梁运营了几十年后也未发现有明显病害，施工质量的好坏是产生这种区别的重要原因。提高施工质量的重要措施就是加强施工过程的全程控制。施工过程的每一个环