摘要: 本文簡(jiǎn)要闡述了本高速公路路段預(yù)應(yīng)力砼空心板梁結(jié)構(gòu)的病害概況，并結(jié)合施工養(yǎng)護(hù)具體情況，分析了病害產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的維修處治方案，為今后高速公路同類型橋梁的養(yǎng)護(hù)維修提供了技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞: 預(yù)應(yīng)力空心板;裂縫;滲水泛白;鉸縫

1 前言

本公司所養(yǎng)護(hù)高速公路路段通車運(yùn)營(yíng)至今已兩年多，路段內(nèi)橋梁的上部結(jié)構(gòu)型式主要為預(yù)應(yīng)力砼空心板，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為:公路-I級(jí);雙向四車道;橋面布置為:0.5(防撞墻)+12.5(行車道)+0.5(防撞墻)m;單幅橋每跨橫向一般為13塊預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼空心板;跨徑一般為:10m、13m、16m、20m等。板式橡膠支座，雙柱式墩。

2 病害概述

在日常的巡查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力砼空心板結(jié)構(gòu)存在病害主要為:

(1)底板厚度過(guò)厚或過(guò)薄，破損露筋

部分預(yù)應(yīng)力砼空心板在底板表面位置存在底板過(guò)厚或過(guò)薄，破損露筋現(xiàn)象。

(2)預(yù)應(yīng)力砼空心板底板縱向裂縫

相當(dāng)數(shù)量的橋梁在底板中間位置靠近兩側(cè)墩臺(tái)支承位置附近存在縱向裂縫，部分通長(zhǎng)，個(gè)別伴隨著滲水泛白現(xiàn)象;從裂縫的性狀來(lái)看，裂縫寬度介于0.05～0.4mm之間，部分裂縫已達(dá)到或超出《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》的限值0.2mm。

(3) 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板底板橫向裂縫、底板和腹板斜向裂縫

個(gè)別預(yù)應(yīng)力混凝土空心板底板存在橫向裂縫，裂縫多數(shù)位于支點(diǎn)附近，少數(shù)出現(xiàn)在跨中位置，裂縫寬度介于0.05～0.3mm之間;少數(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁底板、腹板在支點(diǎn)附近存在斜向裂縫，裂縫最大寬度達(dá)0.25mm;均已超出《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》對(duì)“預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不允許出現(xiàn)橫向裂縫”的要求。

(4) 鉸縫存在的主要病害是:鉸縫脫落、滲水泛白。

預(yù)應(yīng)力砼空心板鉸縫脫落較普遍，部分伴隨著滲水泛白現(xiàn)象，個(gè)別鉸縫在全跨范圍內(nèi)脫落，滲水泛白。

3 病害的成因分析

經(jīng)對(duì)施工和養(yǎng)護(hù)方面的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，認(rèn)為上述病害的原因主要有以下幾個(gè)方面:

(1) 底板厚度過(guò)厚或過(guò)薄，破損露筋

預(yù)制空心板采用一次性裝模并一次性澆筑混凝土，由于板較寬，通常在1~1.3m左右，芯模底面下的底板混凝土不能直接振搗密實(shí)，而是兩側(cè)的混凝土(有的大部分是水泥砂漿)擠壓流動(dòng)填充空心板的底板，如果混凝土石料規(guī)格過(guò)大，水灰比不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)底板混凝土不密實(shí)、滲水漏水現(xiàn)象或縱向收縮裂縫。如不處理，底板鋼筋易銹蝕，影響橋梁使用壽命。

預(yù)制空心板的芯模固定不牢，混凝土振搗時(shí)因擠壓力的作用使芯模上浮，造成空心板底面超厚，頂板厚度不足，有的施工單位為了保證頂板厚度，人為加大了板高的尺寸，影響到橋面鋪裝層的厚度。預(yù)制空心板幾何尺寸與設(shè)計(jì)的幾何尺寸不相符、底座平面不平整的主要原因是施工馬虎，施工前、施工中、施工后沒(méi)有嚴(yán)格進(jìn)行工序檢測(cè)所致。

(2)預(yù)應(yīng)力空心板梁底縱向裂縫

1)利用ANSYS軟件模擬空心板梁內(nèi)外溫度差，對(duì)應(yīng)空心板頂?shù)桶鍣M向拉應(yīng)力的相應(yīng)變化，以及當(dāng)頂?shù)装暹_(dá)到混凝土抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，對(duì)應(yīng)的內(nèi)外溫差，得出了空心板梁縱向裂縫的原因:內(nèi)外溫差達(dá)到13度時(shí)，底板中軸線處因橫向拉應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致縱向裂縫出現(xiàn)的可能;空心板內(nèi)外溫差對(duì)底板橫向應(yīng)力影響較為敏感，對(duì)頂板較小。

2)還有一種可能性就是由于保護(hù)層過(guò)溥而空氣的氯離子入浸，導(dǎo)致鋼筋生銹膨脹，從而出現(xiàn)延主筋方向的梁底縱向裂縫。

3)另種原因就是梁體內(nèi)兩側(cè)預(yù)應(yīng)力筋在被強(qiáng)拉過(guò)程中產(chǎn)生橫向附加拉應(yīng)力，超過(guò)梁底混凝土的最大抗拉強(qiáng)度從而導(dǎo)致梁底中部延預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生縱向裂縫。

(3) 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板底板橫向裂縫、底板和腹板斜向裂縫

此類裂縫特征為典型的結(jié)構(gòu)受力裂縫，在《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》中規(guī)定是不允許出現(xiàn)的，其出現(xiàn)的主要原因除考慮施工及環(huán)境因素外，首要須懷疑結(jié)構(gòu)承載能力原因;對(duì)此類病害建議通過(guò)特殊檢查或荷載試驗(yàn)來(lái)確定成因。

(4) 鉸縫脫落、滲水泛白

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，重型車和超載車出現(xiàn)頻繁。近些年來(lái)，這類橋梁經(jīng)常出現(xiàn)沿空心板間企口縫的縱向裂縫、坑槽和塌陷，且空心板間鉸縫處混凝土破碎、脫落、大面積滲漏，致使板間橫向聯(lián)系削弱甚至失效，出現(xiàn)單板受力，嚴(yán)重影響行車安全，成為整條公路交通的瓶頸。

除超重超載這一原因外，施工控制不嚴(yán)格也是一個(gè)重要原因之一。通過(guò)對(duì)鉸縫脫落處進(jìn)行他細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)鉸縫里部分充填了大量生活垃圾。

4 處治措施

(1) 底板橫向、斜向裂縫和腹板斜向、豎向裂縫

該類型裂縫為典型的結(jié)構(gòu)受力裂縫，建議首先對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫處理，然后粘貼纖維布或者鋼板進(jìn)行加固。

(2)預(yù)應(yīng)力空心板梁底縱向裂縫

建議對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫處理，具體措施如下:

A 裂縫寬度<0.15mm

采用聚合物水泥表面封閉法，聚合物水泥是在加固專用的改性環(huán)氧漿液配出后加入50克525#水泥攪拌均勻而成。

B 裂縫寬度≥0.15mm

采用灌注混凝土裂縫修補(bǔ)膠液封閉裂縫法，將裂縫修補(bǔ)膠漿液壓注入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部裂縫中去，以達(dá)到封閉裂縫，恢復(fù)并提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性的目的，使混凝土構(gòu)件恢復(fù)整體性。

(3)底板厚度過(guò)薄維修建議

板底厚度偏薄，相應(yīng)的鋼筋及鋼鉸線保護(hù)層也偏薄，這樣容易導(dǎo)致底板產(chǎn)生縱向裂縫。一旦有水侵入空心板內(nèi)，極易導(dǎo)致鋼鉸線、鋼筋的銹蝕，進(jìn)而降低板梁的承載能力。對(duì)于底板厚度偏薄的梁板，先對(duì)形成的孔洞進(jìn)行鋼筋除銹、環(huán)氧混凝土修補(bǔ)，然后處理好主梁的防水問(wèn)題，建議處理好橋面防水并在主梁底板粘貼玻璃絲布。

(4) 鉸縫脫落、滲水泛白

1)對(duì)處于明顯單板受力狀態(tài)的梁板。單板受力狀態(tài)使得作用在混凝土梁板上部的車輪壓力不能有效地進(jìn)行橫向分配到其它板上，而集中的作用在單板受力的梁體上，大大加重了單板受力梁體的負(fù)擔(dān)。鑒于單板受力病害對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)危害的嚴(yán)重性，建議對(duì)此類病害橋梁做以下處治:首先對(duì)單板受力的梁板進(jìn)行特殊檢查，根據(jù)梁板的破損狀況分別采取以下措施:

①若梁板基本完好，直接更換橋面鋪裝。具體措施是:將原橋面鋪裝結(jié)構(gòu)及鉸縫混凝土鑿除，重新澆筑鉸縫混凝土，新建橋面改為自上而下一層水泥混凝土橋面鋪裝，并將鋪裝鋼筋加強(qiáng)，增加橫向受力鋼筋，以改善上部結(jié)構(gòu)的橫向分布及增強(qiáng)橫向聯(lián)結(jié);同時(shí)為加強(qiáng)橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性，提高承載能力，在板頂植筋與鋪裝層鋼筋相連接，使新建橋面鋪裝部分參與受力，以此在一定程度上增加安全儲(chǔ)備。對(duì)于處于單板受力病害晚期、個(gè)別橋面板已產(chǎn)生塑性變形的橋梁，建議采取粘貼碳纖維，進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)強(qiáng)處理，必要時(shí)可考慮換板。同時(shí)，考慮到加固后美觀和改善使用狀況，可在橋面鋪裝層頂加鋪1～2cm微表處。

②若梁板破損嚴(yán)重，可采取以下兩種措施:A進(jìn)行灌縫封閉處理，然后粘貼纖維布，最后更換橋面鋪裝。B更換梁板和橋面鋪裝。

2) 對(duì)于部分鉸縫脫落，只需對(duì)脫落的鉸縫進(jìn)行混凝土修補(bǔ)處理，以增強(qiáng)橋梁的橫向聯(lián)系，同時(shí)，在日常養(yǎng)護(hù)中，要加強(qiáng)對(duì)單板受力狀態(tài)的觀測(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

先張法預(yù)應(yīng)力砼空心板梁以其造價(jià)低、施工方便、可以工廠化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)所管養(yǎng)高速公路路段的預(yù)應(yīng)力空心板橋梁出現(xiàn)的病害概況，對(duì)病害進(jìn)行了成因分析，并提出了切實(shí)可行的維修處治方案，為此類型橋梁的管養(yǎng)工作提供了技術(shù)參考。

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