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单板受力的成因、防治及处理
文 /刘天平
随着高速公路的建设和运营，一些高速公路已进入养护期，各种桥梁病害也随之产生，其中，单板受力病害几乎成了各条高速的常见桥梁病害之一，养护部门不得不花费大量的养护资金用于单板受力桥梁的加固维修，且严重影响高速公路的正常通行和桥梁的使用安全。
1、“单板受力”产生的原因分析
1.1构造原因
钢筋混凝土空心板梁由于受建筑高度的限制，在强度与刚度方面，与箱型梁、 T型梁等梁式结构比较，相对偏小，用铰缝来保证整个上部构造的整体作用就比较薄弱。新建施工时，为了单纯追究外观质量，现浇铰缝与预制梁存在凿毛不到位，混凝土结合不良等问题，一定程度上降低了混凝土抗拉、抗剪强度，这是造成“单板受力”病害的重要原因。
1.2超载车辆的原因
板受力病害在北方各省尤其运煤通道高速公路发生较为严重，这些高速公路上行驶的重载车辆较多，超载运输的现象比较严重。高速公路的设计标准为汽－超 20、挂－120，其中汽—超20的单车总重55t，而实际在高速公路上行驶的重载车80t左右的很多。而且，最近几年重载车辆的总重还有所增加，重载车辆的总重已经超过100t。桥梁在超载车辆的长期反复的作用下，其铰缝混凝土破坏的速度大大的加快。超载对小跨径桥梁更为不利，这是因为车辆荷载在小桥荷载中占的比重远大于大中桥，加上小桥横向分布效果差，小桥涵铰缝破坏比大中桥严重。应该说，超载现象是形成单板受力的主要原因之一。
1.3施工方面的原因
中、小跨径桥梁施工中，其施工队伍的技术力量比较薄弱，施工机械比较简陋，操作要求不够严格。同时由于现浇铰缝尺寸体积较小，混凝土不容易振捣密实，预留钢筋保留不全或没有按设计的要求进行绑扎或焊接，铰缝底部用木条、麻布等杂物填充，没有浇筑铰缝砂浆等等，这些因素都造成铰缝质量下滑，而铰缝与桥面铺装层正好是保证板梁桥整体受力与防止出现“单板受力”现象的关键部位。因此，施工质量达不到要求是形成单板受力现象的另一个关键的原因。
1.4支座的原因
装配式板梁一般梁端各有两个支座，很难保证各支座受力的均匀性，加之重载车的冲击作用，从而造成个别铰缝应力集中而破坏。桥梁设计中，空心板两端一般为 4个支座，由于施工工艺等原因，个别支座脱空，形成“三条腿”的现象。当有车辆通过时，由于“三条腿”现象造成空心板的震动，使铰缝混凝土处于很不利的受力状态，久而久之，铰缝混凝土逐渐破碎脱落。
2、单板受力的防治
2.1构造部分
方案一：
①将小跨径的空心板改为现浇整体板的结构 ，板内钢筋可不变，但要注意加强其横向连接钢筋。
②将铰缝混凝土改为预应力混凝土。将预应力空心板结构的铰缝混凝土浇筑时预留孔道，达到强度后张拉预应力钢筋，其张拉控制应力和预应力空心板一致。
方案二：
①加粗、加密铰缝钢筋。将通用设计的φ 8钢筋改为φ10钢筋，将原来20cm的间距改为15cm。
②加入铰缝纵向钢筋。采用φ 12的螺纹钢筋。
③在铰缝顶面增设联结钢板。
④桥面铺装混凝土中掺入聚丙烯纤维以增加桥面铺装混凝土的抗渗、抗裂的性能，增加其防水的性能，聚丙烯纤维的掺量为 1.5kg/m 3 。
2.2加强施工控制
①铰缝底部浇筑 12.5号铰缝砂浆，一定要确实浇筑，且等砂浆的强度达到50％后，方可浇筑铰缝混凝土。
②浇筑铰缝混凝土前，空心板侧一定要进行凿毛处理，以增强铰缝混凝土和空心板之间的粘接强度。
③浇筑铰缝混凝土前，要检查铰缝预留钢筋的完整性。如果有缺失的，应采用植筋或焊接的方法将其补齐后，再浇筑铰缝混凝土。
④铰缝混凝土在浇筑时，一定要充分振捣。采用较细的振捣棒伸入铰缝内部振捣，切实保证铰缝混凝土的密实。
2.3限制超载车辆通行
建立切实可行的限载措施，将超限超载车辆限制在允许的范围之内。
3、单板受力的防治
3.1凿除桥面铺装层重新铺筑
具体措施如下：
①改变桥面铺装结构层，将防水混凝土的厚度增加，用以增大桥面板的计算厚度和实际的横向联系作用。
②加粗、加密钢筋网，即加大钢筋的直径和减小钢筋之间的距离。当防水混凝土足够厚时（ 13.5cm左右），通常设置上下两层钢筋网来增强桥面铺装的横纵向整体性。
③提高防水混凝土标号，并在其中适量掺加聚丙烯纤维，改善混凝土的抗裂、抗渗性能。
④在梁板顶面植筋，锚固筋顶部与上层铺装钢筋网焊接，加强桥面铺装与梁板的共同作用。
3.2凿除铰缝混凝土重新浇筑 ：
采取以下措施：
①提高铰缝混凝土的标号为 40号；
②对于跨径不小于 8m的桥涵构造物，在铰缝中增设铰缝钢筋以及铰缝顶面增加铰缝连接钢板，加强梁板的横向联系；而对跨径小于8m的桥涵构造物，在铰缝顶面增设铰缝联结钢板，加强梁板的横向联系。
3.3板底粘贴碳纤维布
单板受力的桥梁如果得不到及时加固处理，其单板的承载能力势必下降，为提高桥梁单板的承载能力，在行车道板底粘贴一层碳纤维布用以提高单板的承载能力，提高桥梁的安全度。
作者单位：邯郸市交通局
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