桥梁空心板铰缝存在的问题及解决对策

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总426期
2017年第12期（4月 下）
收稿日期：2016-10-27
作者简介：孙欣戈（1984—），男，工程师，主要从事路桥专业工作。

桥梁空心板铰缝存在的问题及解决对策
孙欣戈
（石家庄市公路桥梁建设集团第五公路工程处，河北 石家庄 050000）
摘要：详细阐述了空心板铰缝存在的问题及其产生原因，结果表明，设计因素、施工因素、车辆超载是空心板铰缝出现问题的关键点，另外提出了解决铰缝问题的对策，为桥梁空心板的维修施工起到一定的参考作用。

关键词：空心板；铰缝；解决对策中图分类号：U445.4
文献标识码：B
0 引言
桥梁在施工过程中因为常选用桥梁空心板，所以处理桥梁空心板铰缝是无法避免的。

空心板与相同跨径的实心板相比重量要轻得多，且空心板的强度也比较好，特别是在桥梁中常会选用空心板，因为空心板便于运输和安装，和相同跨径的T 梁相比[1]，其建筑高度要更小一些，因此，当桥梁跨径较小时，也会选用空心板。

空心板之间的铰缝无法对弯矩进行传递，只能对剪力进行传递。

桥梁空心板铰缝主要指模拟铰的受力状态，通过交叉钢筋进行连接，然后用混凝土进行灌注。

铰缝需要配置一定数量的配筋，一般增强空心板之间的横向连接，当完成梁板的架设后，便开始进行混凝土的浇筑，最后用砂浆进行勾缝。

假如没有妥善处理好铰接的横向联系，则极易出现铰缝问题，因此，在施工过程中必须采取有效的铰缝预防措施。

1 桥梁空心板铰缝存在的问题及其产生原因
1.1 桥梁空心板铰缝存在的问题
在桥梁空心板铰缝施工阶段，因为在安装预制空心板时，其板缝宽度是不一致的，有的板缝宽度长约10mm ，有的板缝宽度仅约1mm [2]。

在板缝施工过程中，传统的铰缝处理方法就是用掺有细石的混凝土填充至铰缝中，但是这种处理方法的效果并不好，在板缝最窄处，如果填充混凝土中存有粒径偏大的骨料，则极易出现板缝卡死的现象，进而板缝下部的混凝土会产生空洞，增大振捣难度，所以在空心板铰缝下面的混凝土极易产生松散现象，且伴有过多的气泡。

即便在铰缝中填充砂浆，其填充效果也难以达到饱满、密实的程度，且很难保证填充砂浆的强度。

此外，一般混凝土的收缩性均较强，因为不能和预制梁板进行有效结合，因此当桥梁空心板遭受振动作用时，铰缝内的混凝土便常会出现脱落现象，进而使桥梁外观质量受到影响。

1.2 桥梁空心板铰缝产生的原因
通过分析铰接板理论后不难发现，该理论主要专注于
铰缝的受剪，而对铰缝的受拉不够重视。

实际上，拉（或压）剪是常常伴随产生的。

一般情况下，偏离铰接板纵轴线的偏心载荷主要由铰接板进行承受，铰接板的转动和挠曲主要是由相邻铰接板因转动、挠曲而产生竖向位移分量所带动起来的，进而空心板之间会对其产生的扭矩、剪力进行传递，空心板在转动过程中会产生一定的侧向水平位移分量，该分量将会通过桥面铺装、铰缝施加到相邻空心板中，而对于承受活荷载的空心板，其活载变形和驶离后变形的恢复便在铰缝交替下产生反向的拉力或者压力的作用[3]。

所以，空心板铰缝承受活荷载时，水平拉力或者压力便会反复作用在铰缝上。

但是，铰接板理论并未对上述内容予以重视。

1.2.1 设计因素
桥梁空心板设计中，常常会选用较小的铰缝结构尺寸及断面，空心板铰缝之间的横向连接强度偏小，预制空心板和铰缝之间结合处并不牢固。

其中，小铰缝的构造特点主要为：铰缝尺寸偏小，铰缝之间设置的连接钢筋强度偏小，且没有设置拉筋。

特别是旧式小铰缝，尽管抗剪强度能够达到设计标准，不过大量实践结果表明，小铰缝存在很多问题，且通过对结构进行计算后发现，受力假设和实际并不一致，安全系数偏小。

1.2.2 施工因素
在空心板铰缝施工阶段，常常会产生铰缝材料不满足设计要求的现象，严重降低铰缝混凝土的施工质量，在整座桥梁中，铰缝是最为薄弱的部位。

另外，由于预制空心板梁相关部位标高的控制精度较低，空心板梁在安装之后常会出现梁顶标高过高的现象，为了对梁顶标高误差进行调整，工程施工时常常会选用通过控制桥面铺装层厚度的方法，但是因为选用的施工措施不够恰当，严重降低了行车道板、防水混凝土铺装层之间的黏结程度，使铰缝中间出现空洞，进而产生滑移、坑槽等不良现象，导致混凝土铺装层作用不能得到充分发挥，大大提高了铰缝的破坏率。

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交通世界
1.2.3 车辆超载造成的影响
目前，在高速公路上很多车辆均超载行驶，其超载现象非常严重，使得桥梁常常要承受超载车辆的反复作用，进而使铰缝混凝土的破坏速度不断提升。

2 桥梁空心板铰缝的解决对策
在最近几年中，我国社会经济发展速度越来越快，交通建设水平越来越高，相应促进了道路改扩建的发展速度，所以在道路桥梁中出现了越来越多的超载车辆，导致桥梁空心板铰缝出现越来越多的问题。

为了对铰缝问题进行处理和维修，我国每年均需要花费大量的人力、物力和财力。

传统的铰缝处理方法效果不够好，很多维修后的铰缝又再次出现开裂现象。

为能够对桥梁空心板铰缝问题进行妥善处理，研究人员发现一种特有的填充方式，即自流式免振高强度混凝土，即在空心板铰缝施工过程中，要对填充原材料进行严格筛选，优化设计混凝土配合比。

处理铰缝选用材料的比例一定要合理，包括钢纤维、细石、水泥、粉煤灰、减水剂等，其用料应具有一定的特点，如高强度、免振捣、高流动性等，且其优势主要体现在以下方面：一是因为选用的骨料为粒径小于3mm的细石，所以能够有效预防空心板铰缝出现堵塞的现象；二是通过掺入粉煤灰、外加剂等，能够有效预防混凝土出现离析现象，有效提高和易性和流动性；三是掺入适量的聚丙烯纤维，能够使混凝土的抗收缩性能、抗裂性能得以有效提高，进而加强混凝土和空心梁板的结合强度；四是掺入一定量的钢纤维，使混凝土强度得以提高，相应提高铰缝施工混凝土的强度；五是掺入一定量的高效减水剂，保证铰缝混凝土饱满、密实的效果。

本文通过结合空心板梁铰缝的施工效果，提出了几种空心板铰缝解决对策。

2.1 对产生问题的铰缝按照原设计进行修复
将存在问题的铰缝中的混凝土凿除，根据原设计方案，将铰缝钢筋进行重新布设，同时进行混凝土的重新浇筑。

对于这种优化方案，因为需要将存在问题铰缝中的混凝土全部清除，所以很容易损害空心板梁的强度。

此外，由于铰缝尺寸比较小，在后期浇筑的混凝土中，受其自身收缩性能的影响，很难保证空心板和后期浇筑混凝土之间的黏结力。

2.2 将∏形钢筋横向植入桥梁空心板表面铰缝的两侧
将∏形钢筋横向植入桥梁空心板表面铰缝的两侧，选用这种方案时，无需将旧桥铰缝中的混凝土凿除，施工比
较方便，不会对旧桥结构造成过大的损伤。

2.3 在有铰缝问题的板底部位粘贴钢板条
在有铰缝问题的板底部位粘贴钢板条，能够有效进行
荷载的传递。

采用这种方案时，能够获得较好的效果，不
过这种方案要求旧桥空心面需具有较高的平整度，但是在
实际施工中，常常需要搭设脚手架。

2.4 设置双层钢筋网进行桥面的铺装
在桥面铺装层垂直铰缝中布置双层钢筋，同时选用钢
纤维混凝土进行浇筑、铺装补强层，且其铺装层厚度大于
12cm，进而能够通过加强桥面铺装层的刚度，以此使梁板
整体受力能力得以提升。

此方案施工便捷，便于控制施工
质量，如果旧桥的桥面铺装厚度小于12cm，则最终获得的
施工效果较差。

通过相关实践后发现，后三种方案中均加
入了钢筋骨架，能够运用纵横设置的钢筋将空心板铰缝进
行连接，增强梁板的整体性，因而无需再将旧桥铰缝中的
混凝土凿除，施工并不复杂，大大降低了对旧桥结构的损
伤程度。

3 结语
通过对桥梁空心板铰缝处理效果的对比分析，在维修
空心板铰缝时，应优先选用在空心板表面植入∏形钢筋、在
空心板梁底部粘贴钢板条、设置双层钢筋网进行桥面的铺
装等方案，能够使桥梁空心板中的铰缝问题得到有效处理
和预防。

同时在施工过程中应注意：①当旧桥铰缝混凝土
中出现破损、空洞等问题时，铰缝混凝土无需进行凿除；
②不需要单独处理铰缝，为提高空心板梁的整体效果，应
有效结合桥面铺装的整体施工；③桥面的铺装应优先选用
钢纤维混凝土结构。

参考文献：
[1] 吕长荣，周世军. 装配式简支空心板梁纵向裂缝分析[J].
华东公路，2006（5）：167-171.
[2] 吴勇往. 中小跨径桥梁单板受力的病害特征及预防措施
[J]. 交通世界（建养机械），2007（1）：84-85.
[3] 刘唐，刘德品. 梁桥拓宽改造中不同纵缝构造处理模式
力学性能比较[J]. 基建优化，2006，27（4）：111-113.
（编辑：赵艳）
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