胡博文，葛浩忠，張 晨

(南通大學交通與土木工程學院，江蘇 南通 226019)

0 概 述

預應力混凝土連續(xù)箱梁橋一般采用薄壁箱型截面，其抗彎、抗扭剛度較大，整體性好，可同時承受正、負彎矩的作用，因此在中、大跨徑橋梁中的應用非常廣泛。高速公路橋梁在通車運營后普遍出現(xiàn)了橋體開裂、破損、下?lián)系炔『?，嚴重影響了結構的正常使用和使用壽命，該文采用現(xiàn)場調研與技術資料調查相結合的方式，對不同地區(qū)38座高速公路預應力混凝土連續(xù)箱梁橋進行了詳細地調查研究。

1 預應力混凝土連續(xù)箱梁橋調查概況

該文調研了包括G3京杭運河大橋、G50太浦河特大橋、G2513京杭運河特大橋、G50京杭運河特大橋等不同地區(qū)38座高速公路預應力混凝土連續(xù)箱梁橋。按照《公路工程技術標準》(JTG B01-2014)對橋跨進行了分類，如表1所示。其中，“特大橋”、“大橋”的數(shù)量占比達到97.4%，充分說明該橋型在大跨徑橋梁中的應用非常普遍。

表1 調研橋梁按跨徑分類

如表2所示，調研橋梁的橋齡大部分在20年以內，占調研橋梁總數(shù)的76.3%。

表2 調研橋梁按橋齡分類

按照《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTG H11-2004)的相關規(guī)定，調研橋梁技術狀況評定等級大部分屬于一類、二類，整體橋況良好。

表3 調研橋梁按技術狀況分類

2 預應力混凝土連續(xù)箱梁橋病害統(tǒng)計

2.1 裂縫

按照裂縫開展的方向可將其分為豎向、縱向、斜向、橫向和環(huán)向裂縫，前4種主要發(fā)生于箱梁截面，最后一種發(fā)生于橋墩。

(2)裂縫發(fā)生頻率

病害發(fā)生頻率可按照發(fā)生某病害橋梁座數(shù)與被調研橋梁總數(shù)之比進行定義，該指標可表征某病害發(fā)生的頻繁程度。

橫向裂縫在箱梁截面各部位的發(fā)生頻率如圖1所示，按照不同部位病害發(fā)生的頻率高低排序，依次為翼板(10.5%)、橫隔板及頂板(各7.9%)、底板(5.3%)處。橫向裂縫主要分布在箱梁翼板、頂板和橫隔板處。

圖1 橫向裂縫發(fā)生頻率

縱向裂縫在箱梁截面各部位發(fā)生的頻率如圖2所示，按照頻率高低排序，依次為頂板(39.5%)、底板(26.3%)、腹板(18.4%)和翼板(7.9%)處?？v向裂縫主要集中在頂、底板，而在腹板和翼板處出現(xiàn)的頻率相對較低。

圖2 縱向裂縫各部位分布

豎向裂縫在箱梁截面各部位發(fā)生的頻率如圖3所示，按照頻率高低排序，依次為腹板(34.2%)、橫隔板(15.8%)和橋墩(13.2%)處。豎向裂縫主要集中在腹板，部分出現(xiàn)在橫隔板和墩臺處。

圖3 豎向裂縫發(fā)生頻率

斜向裂縫在箱梁截面各部位發(fā)生的頻率如圖4所示，按照頻率高低排序，依次為腹板(34.2%)、橫隔板(13.2%)、翼板和頂板(7.9%)處。斜向裂縫集中發(fā)生于腹板。此外，底板、翼板、橫隔板、墩臺等部位也存在斜向裂縫。

圖4 斜向裂縫發(fā)生頻率

由調查結果可知，頂板縱向裂縫、腹板豎向裂縫和腹板斜向裂縫出現(xiàn)頻率均超過了34%，而橫向裂縫在箱梁截面各部位發(fā)生的頻率均較低，因此應重點關注前3種裂縫。

(2)裂縫數(shù)量

統(tǒng)計各類裂縫數(shù)量的分布，如表4所示。按照數(shù)量占比排序，依次為豎向、縱向、斜向、橫向和環(huán)向裂縫。前三類裂縫數(shù)量占裂縫總數(shù)的92.1%，應予以重點關注。

表4 各類裂縫數(shù)量統(tǒng)計

在三類裂縫當中，按照病害發(fā)生頻率可細分為重點關注(3星，30%以上)、密切關注(2星，20%以上)和一般關注(1星，10%以上)三檔，詳見表5。

表5 裂縫關注程度分類

(3)裂縫寬度

《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTG H11-2004)規(guī)定了預應力混凝土橋梁結構的裂縫寬度限值為0.2 mm。

根據(jù)表5確定的裂縫關注程度分類，對前述4座重點調研的預應力混凝土連續(xù)箱梁橋裂縫寬度情況進行統(tǒng)計。

表6 裂縫嚴重程度統(tǒng)計結果

由圖5可知，除了腹板縱向裂縫以外，各部位裂縫以輕度裂縫為主，占比均超過了50%。其余裂縫基本為重度裂縫，只有橫隔板出現(xiàn)了3條(0.3%)嚴重程度的裂縫。結果表明，盡管裂縫病害比較普遍，但是總體可控，病害程度較輕。

圖5 各類裂縫中輕度裂縫占比

2.2 混凝土破損、露筋

混凝土破損發(fā)生頻率如圖6所示：混凝土破損的部位相對集中于底板、翼板和橫隔板，但是其發(fā)生頻率普遍20%以下，說明該病害總體處于一般關注程度。

圖6 混凝土破損發(fā)生頻率

混凝土露筋發(fā)生頻率如圖7所示：混凝土露筋情況相對集中于底板、翼板，但其發(fā)生頻率依然較低。混凝土的破損、露筋兩類病害往往伴隨而生。

圖7 露筋發(fā)生頻率

3 結 論

(1)該文根據(jù)病害出現(xiàn)的頻率、數(shù)量和程度對其進行了分級，為橋梁結構的后期保養(yǎng)維修提供了依據(jù)。

(2)根據(jù)調查結果，豎向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫數(shù)量占比較大；腹板斜向、豎向裂縫以及頂板縱向裂縫應予以重點關注。

(3)統(tǒng)計的高速公路橋梁中裂縫病害比較普遍，但是其病害程度總體可控。應加強對施工質量的監(jiān)控，減少各類病害的產生。