刘庆志 李均进
(1.云南省交通运输厅工程质量监督局，云南 昆明 650214； 2.云南省公路科学技术研究院，云南 昆明 650051)
空心板桥常见病害及其防控要点
刘庆志1李均进2
(1.云南省交通运输厅工程质量监督局，云南 昆明 650214； 2.云南省公路科学技术研究院，云南 昆明 650051)
归纳总结了空心板桥检测中常见的病害类型，分析了铰缝渗水、桥面裂缝、断板等病害的产生原因，从空心板桥的设计、施工和管养等方面，提出了针对性的防控建议。
空心板，铰缝，断板，桥面裂缝
1 研究背景
空心板具有自重轻、建筑高度小、工艺简单、运输、安装方便等优点，适用于跨径较小的中小型桥梁，桥梁造价低，具有一定的经济性，是公路桥涵中被广泛采用的一种结构形式。
但是由于设计、施工、管养等方面的原因，空心板从施工到运营过程中均存在一些病害，本文基于多年来对云南省空心板桥检测中发现的常见病害进行归纳分析，总结其特点、分析其原因、揭示其危害，在此基础上对空心板桥的设计、施工和管养提出针对性建议，为空心板桥的进一步推广和安全运营提供参考。
2 空心板桥常见病害及其特点
2.1 铰缝渗水
铰缝出现渗水现象的主要原因是铰缝病害，而铰缝病害有两种，一种是施工阶段的铰缝质量缺陷,如铰缝混凝土空洞、孔洞、不密实，另一种是运营阶段铰缝的破坏。施工阶段的质量缺陷有空心板侧面凿毛不充分、铰缝混凝土强度等级低或浇筑振捣不密实等；运营阶段的铰缝破坏的原因有超载、支座脱空、水的冻融作用等。
本文在此强调铰缝质量缺陷与其构造形式是有很大关系的。铰缝的构造形式主要就是深度不同的漏斗形铰缝，这种构造形式在三个方面容易造成施工质量缺陷：
1)铰缝上口的空间小，往往会造成铰缝混凝土浇筑不密实，出现空洞；
2)操作空间小加上铰缝内钢筋干扰，浇筑后的混凝土振捣质量无法得到控制，容易导致铰缝混凝土不密实、空洞、孔洞；
3)铰缝下口设计一般为1 cm，检测中发现缝隙难以有效控制且不易封堵，往往用编织袋或是石块等杂物填塞，造成浇筑的铰缝混凝土漏浆，从而导致铰缝混凝土离析、蜂窝、不密实。
2.2 桥面裂缝
空心板桥桥面裂缝病害主要有两种形式：
一种是横桥向裂缝，这种裂缝在盖梁上方位置出现居多，特别是结构简支桥面连续的结构体系。
另一种是纵桥向裂缝，空心板桥桥面纵向裂缝一般出现在铰缝上方，显而易见铰缝病害是桥面纵向裂缝出现的一个主因，设计上认为铰缝只传递剪力而不传递横向弯矩，但实际上铰缝是与桥面铺装一起承受横向弯矩的，当铰缝由于破坏导致横向联系减弱，桥面铺装独自承担横向弯矩，在反复拉压作用下，桥面铺装必然会出现开裂。
2.3 断板
在近几年的桥梁垮塌事故中，由于空心板断板造成的事故不在少数，其主要原因就是单板受力，即铰缝失去横向联系作用，空心板桥由整体受力变为单板受力，单板承受的荷载远远大于其设计荷载，因此很容易出现断板破坏。
2.4 空心板裂缝
在空心板的裂缝病害中，常见的有三种：一是底板纵向裂缝，二是底板横向裂缝，三是腹板斜向裂缝。
1)底板纵向裂缝。
空心板底板纵向裂缝一般会出现在底板中部位置附近，主要有两个原因：一是底板厚度不足，以前采用气囊作为内模一次浇筑成形的空心板，普遍存在底板厚度不足现象。先浇筑底板再浇筑腹顶板的施工工艺使这一问题得到解决；二是底板的横向钢筋配置不足，从而造成纵向裂缝的产生。
底板纵向裂缝对于空心板的耐久性影响是比较大的，容易造成钢筋的锈蚀甚至锈胀，而对于先张法预应力空心板更是会引起钢绞线的锈蚀。
2)底板横向裂缝。
如图1所示，底板横向裂缝一般会出现在底板跨中附近，裂缝大多由底板两侧边缘往中间发展，严重时底板横向贯通裂缝会延伸至两侧腹板，形成“U”形裂缝。
对于A类及全预应力混凝土空心板，这种裂缝是不允许出现的，但在近年的检测中，其出现的频率也是比较高的，预应力筋张拉不到位或预应力损失过多是预应力混凝土空心板底板横向裂缝产生的重要原因。
3)腹板斜向裂缝。
如图2所示，这种典型的腹板剪切斜向裂缝一般出现在梁端位置，裂缝一般由梁端侧腹板底部向上约45°往跨中方向发展，裂缝严重时会延伸至底板。空心板梁端抗剪承载力不足是这种剪切斜向裂缝出现的直接原因。
3 空心板桥常见病害防控要点
了解了空心板桥常见病害的特点及其产生原因，我们就可以从空心板桥的设计、施工和管养等方面对病害进行针对性的预防和控制。
1)铰缝对于空心板桥上部梁板的整体受力至关重要，设计时尽量采用深铰缝，避免采用浅铰缝；由于铰缝施工完后难以检测及维护，施工时应严格控制铰缝施工质量；对空心板桥进行管养时也要对铰缝缺陷予以重视，可以从铰缝渗水、桥面纵向裂缝等病害来判断铰缝病害及其缺陷程度。
2)对于桥面纵向和横向裂缝，当发现病害后应及时进行封补，防止桥面渗水对铰缝、上部梁板、盖梁等的侵蚀。
3)对于空心板断板病害，预防主要从以下几个方面入手：
a.对采用浅铰缝的空心板桥(查阅设计图纸)予以重点关注，当空心板桥出现铰缝渗水、铰缝位置桥面出现纵向裂缝等病害且比较严重时应及时限制重车的通过并对桥梁进行特殊检测；
b.按时对空心板桥进行定期检查，掌握其技术状况等级及病害情况；
c.严格限制超速超载。
4)对于空心板底板纵向裂缝，设计时对其底板横向钢筋适当予以加强；施工时尽量避免采用气囊内模一次成型的施工工艺，保证底板厚度满足设计要求；管养时及时查明底板纵向裂缝的产生原因，对其进行封缝或修复底板等处置。
对于空心板底板横向裂缝，施工时对预应力筋的张拉和锚固效果进行严格控制；管养时严格限制超载车辆通过；发现病害后及时进行加固或换板。
对于空心板端部腹板剪切裂缝，重点还是对设计和施工环节严格控制，对端部的抗剪承载力留有足够富余；施工时对预应力筋有效张拉力、抗剪钢筋数量等方面进行控制；运营期及时发现及时加固。
[1] 叶见曙.砼空心板铰缝病害维修加固技术措施研究[A].全国桥梁、隧道养护与管理技术研讨会论文集[C].2013.
[2] 乔学礼.空心板铰缝破坏机理及防治措施研究[D].西安：长安大学,2008.
[3] 吴亚娟.装配式中小桥涵病害分析与加固方式研究[D].西安：长安大学，2009.
[4] 朱华超.预制空心板桥底板纵向裂缝开裂原因分析[D].重庆：重庆交通大学，2009.
[5] 邵旭东，周里鸣，李立峰.薄壁空心板纵向裂缝的畸变分析与试验研究[J].公路，2007(3)：101-103.
[6] JTG D60—2015，公路桥涵设计通用规范[S].
[7] JTG D62—2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
Common hollow-slab bridge diseases and preventing and controlling points
Liu Qingzhi1Li Junjin2
(1.YunnanTrafficTransporationDepartmentEngineeringQualityInspectionBureau,Kunming650214,China;2.YunnanAcademyofHighwayScience&Technology,Kunming650051,China)
The paper summarizes common diseases found in hollow-slab bridge detection, analyzes hinge joint leakage, bridge deck cracks and broken slab and other diseases occurring causes, and puts forward corresponding preventive and controlling suggestions from aspects of hollow-slab bridge design, construction and management maintenance.
hollow slab, hinge joint, broken slab, bridge deck cracks
1009-6825(2016)18-0167-02
2016-04-17
刘庆志(1981- )，男，工程师
U445.7
A
