王建超

大連市市政設計研究院有限責任公司 遼寧大連 116000

1 簡支空心板橋鉸縫失效的主要病害

簡支空心板橋鉸縫失效對整個工程建設都會產(chǎn)生巨大影響，其危害主要體現(xiàn)在以下三方面：

會造成鉸縫內(nèi)混凝土結構的損害。當受到外在車輛碾壓時，鉸縫位置的混凝土，以及鉸縫兩側空心板壁很容易出現(xiàn)縱向裂縫，最終導致鋪裝層發(fā)生破裂，進而會對整個橋梁結構的安全性帶來威脅。特別是當外部侵蝕力量不斷加大后，相關部位的混凝土結構會產(chǎn)生破壞，繼而造成開裂或脫落，對整個混凝土結構帶來嚴重損害。

會造成橋面鋪裝層的嚴重損害。當外部荷載過大時，本應由巧妙鋪裝層和鉸縫所承受的荷載將會達到飽和，而多元的荷載就會下傳到空心板上部結構，這就很容易導致空心板結構開裂，繼而引發(fā)連鎖反映，造成整個橋面鋪裝層的開裂。而橋面鋪裝層的開裂將會形成非常大的剪力，再加上瀝青混凝土的粘結力較低，最終會帶來擁包、層面位移等問題[1]。

第三，會造成路面的整體塌陷。鉸縫失效會造成相應區(qū)域內(nèi)混凝土結構的失效，最終造成鋪裝層出現(xiàn)開裂，一旦出現(xiàn)建筑原材料質量不合格，以及雨水侵蝕嚴重后，單片板梁所承受的荷載就會很快達到極值，繼而導致整個空心板荷載能力的喪失。當有車輛經(jīng)過時，因空心板承載能力的喪失，以及相應區(qū)域混凝土結構的崩毀，將直接引發(fā)大面積的路面塌陷，屆時將會對群眾的生命健康產(chǎn)生巨大威脅。

2 簡支空心板橋鉸縫失效的成因

2.1 鉸縫受剪截面小

傳統(tǒng)空心板橋的鉸縫構造都比較小，深度也比較淺，而且鉸縫內(nèi)并沒有進行鋼筋連接，所以，它的橫向連接不強，而且剛度也不好。傳遞橫向剪力是鉸縫的一大重要功能，所以，鉸縫結構小就沒有辦法承擔過多的橫向荷載，這就導致了建立破壞。

2.2 橋面鋪裝層厚度不夠

橋面板設計時，混凝土鋪裝層厚度在滿足構造基本要求的同時，還要橋面鋪裝的其他影響因素，諸如預制板拱度、橋面板縱橫坡坡度等等。在具體的工程項目施工過程中，無論是分布筋配筋還是混凝土厚度不夠都會造成橋面板橫向剛度不達標，從而導致鋪裝層拉強度不達標[2]。

2.3 鉸縫新舊混凝土粘結不良

施工過程中，鋼模板施工使得梁板接觸面光滑平整。絞縫為后澆筑混凝土，在與預制空心板的連接時，新舊混凝土結合面之間抗拉強度將減為原來的三分之一。

2.4 鉸縫混凝土澆筑不密實

鉸縫寬度不夠，混凝土不易澆筑均勻和密實，內(nèi)部易形成孔洞，在外力作用下，應力集中效應尤為明顯，從而導致鉸縫開裂和破壞。

2.5 超載

在汽車荷載作用下，鉸縫易出現(xiàn)疲勞破壞。重車車輛將導致梁板間剪力傳遞大幅增加，頻繁的剪切作用易使鉸縫發(fā)生剪切破壞，從而混凝土開裂、脫落。

3 簡支空心板橋鉸縫失效的解決方法

3.1 橋面加傳力桿

橋面加傳力桿的方法稱為綁帶法，即在布置傳力桿的位置鑿開一條寬10cm、深12cm的槽，沿裂縫縱向也鑿開一條同尺寸的槽，槽壁和裂縫分別需要經(jīng)過界面處理劑和灌封用膠處理，然后將傳力桿放入槽內(nèi)，最后在槽內(nèi)澆筑微膨脹鋼纖維混凝土使其形成一個整體[3]。傳力桿應選用粗的、剛度大的鋼筋，以保證傳力桿受力均勻。

3.2 橋面鋪裝處理

首先，鑿開混凝土鋪裝層和鉸縫破損結構，在鉸縫橫向上布置傳力桿，布置鋼筋要求加粗加密，傳力桿可傳遞剪力、阻止裂縫持續(xù)開裂和減小斷裂面相對滑移位移。其次，應提高混凝土強度等級，并加厚橋面鋪裝層。如果鉸縫破損嚴重，需清除全部鉸縫混凝土，鑿毛縫壁，重新填筑比空心板混凝土高一等級的微膨脹鋼纖混凝土。對于深度較大的鉸縫，注膠灌縫灌不密實，結構仍會出現(xiàn)裂縫，則需多種處理方法相結合。

3.3 植入“∩”型鋼筋和螺旋筋

在原橋上維修破損的鉸縫，應檢查每塊空心板鉸縫破損情況和范圍，將空心板鉸縫兩側各半塊橋面鋪裝層鑿除。如果鉸縫存在混凝土開裂貫通及大面積脫落現(xiàn)象，應該鑿除鉸縫混凝土，將鉸縫兩側面鑿毛，植入“∩”型鋼筋和螺旋筋，鋪設橋面鋼筋網(wǎng)，澆筑高于兩側空心板混凝土一個強度等級的鋼纖維混凝土，最后鋪設防水層和瀝青鋪裝層。

4 簡支空心板橋鉸縫的優(yōu)化設計

鉸縫在實際工程中傳遞橫向剪力是一個很復雜的過程。在理論上說，它應該既處于鉸接又處于剛接狀態(tài)，但實際工程難以做到。在設計過程中，鉸縫一般是構造設計，現(xiàn)行設計仍然需要優(yōu)化。（1）加大鉸縫尺寸，即增大受剪截面面積，提高結構抗剪能力，更有利于鉸縫與兩側空心梁板的連接和橫向剪力的傳遞；（2）在鉸縫內(nèi)埋置鋼筋，使其與空心板連接成一個整體，鋼筋有助于阻止裂縫的延展，增加了鉸縫的抗剪強度；（3）鉸縫混凝土應采用高于兩側空心板混凝土一個強度等級的混凝土。（4）在空心板橋跨中設置一道橫向預應力，并布置橫隔板。橫向預應力能夠在橋面橫向上提供壓力，這種垂直壓力能夠抑制鉸縫裂縫的產(chǎn)生，提高鉸縫的抗剪強度。此外，還要做好運營階段的防范工作。首先，要對超限車輛進行嚴格限制，通過現(xiàn)代化測速手段，對重要路段進行全程的速度監(jiān)測；其次，成立專門的檢測小組，構建完善的管養(yǎng)體制，一旦發(fā)現(xiàn)問題要進行及時處理；再次，在道路使用期間，應通過測力環(huán)對相應結構的受力狀態(tài)進行定期檢測，避免發(fā)生預應力超出限值而帶來不必要的危害；最后，要構建完善的健康監(jiān)測系統(tǒng)，對橋梁結構進行全面、實時、規(guī)范的監(jiān)測，將各種安全風險消除于萌芽階段。

總而言之，針對簡支空心板橋鉸縫失效的問題，相關施工主體必須要全面把握其失效的具體原因，以及所造成的具體危害，然后針對性地采取有效措施進行解決，以提高簡支空心板橋鉸縫的質量，為我國交通建筑的健康發(fā)展提供重要保障。