四川南方高速某简支梁桥铰缝开裂单板受力处治思路

罗文强

（四川南方高速公路股份有限公司， 四川 泸州 646000）

0 绪论

在我国公路桥梁建设中,中小桥多采用预制铰接空心板简支梁结构，空心板间以铰缝传递剪力的方式来实现荷载的横向传递。空心板铰缝失效会影响荷载横向传递，加剧桥面铺装开裂，造成单梁受力，严重影响桥梁的结构安全。

铰缝失效病害机理：首先铰缝微裂缝扩展，逐渐形成通缝，通缝引起桥面铺装开裂；接着裂缝沿铰缝纵向扩展，伴随荷载的作用，裂缝逐渐张开变宽。裂缝断裂面发生摩擦，粗糙表面逐渐被磨平，雨水带着磨出的细粉末渗入铰缝裂缝，加速铰缝失效。

铰缝失效病害危害：铰缝的作用是横向传递剪力，以形成荷载的横向分布，减小单片梁板受力，并使多片梁板结构成为一个整体。铰缝失效会导致上部结构单板受力，明显增加单片梁板所受荷载，从而引起上部结构梁板的损坏，大大缩短桥梁使用寿命。

目前四川南方高速公路股份有限公司正在运营的高速公路中，某桥梁部分铰缝失效，且部分铰缝单板受力严重，裂缝已反射到桥面，造成桥面纵向裂缝。对桥梁运营安全造成严重威胁。

1 桥梁现状

该桥分左右幅，跨径布置为1×16.0m，桥梁总长44.0m。设计荷载：汽-超20、挂车-120。板式橡胶支座，上部结构为简支预应力混凝土空心板，下部结构为重力式桥台。

图1 桥面照

图2 立面照

部分梁体底面出现多条横向裂缝，且对应桥面铺装出现纵向裂缝，详见下图：

图3 对应铰缝桥面铺装纵向开裂

图4 对应铰缝桥面铺装纵向开裂

图5 梁体底面出现横向裂缝

图6 梁体底面出现横向裂缝

针对上述情况，通过现场调查、查阅图纸，经认真深入分析产生病害的主要原因有：

1）原桥设计中无铰缝钢筋，铰缝设计薄弱，抗剪能力不足；

2）原桥设计中桥面铺装钢筋较为薄弱；

3）重载、超载车辆作用因素，目前该桥重载超载车辆较多，也是造成铰缝破损的重要原因。

2 加固处治方案

针对上述病害，在原因分析的基础上，采取的处治措施为重做桥面铺装层及破损铰缝，在铰缝部位设置加强钢筋，以增强铰缝整体性。具体处治措施如下：

在结构验算的基础上，不改变铺装层厚度，改善混凝土性能，设置双层钢筋网，以加强桥面的整体性，使铺装层形成钢筋骨架作用，协助铰缝承担剪应力。原桥铺装层为8cm混凝土铺装层+4cm罩面。改造后的桥面铺装层采用12cm厚混合纤维防水混凝土，设置双层D10钢筋网。其中混合纤维混凝土钢纤维掺量70kg/m3，聚丙烯纤维掺量0.8kg/m3。

凿除全桥破损、渗水铰缝混凝土，对其它铰缝凿除20cm深度范围内混凝土，采用聚合物改性水泥基浇注料重新浇筑。按在板梁顶板植入U形铰缝加强钢筋及加强板梁与铺装层连接的L形钢筋，植筋时应避开板梁腹板预应力钢筋。

3 结语

目前四川南方高速公路股份有限公司正在运营的高速公路中，由于设计、施工、桥梁实际运营状况等原因，铰缝受到不同程度破坏，铰缝破损的病害是一种常见病害。铰缝破损，轻则造成板缝渗水、泛碱，重则使铰缝失去了其应有的作用，形成 “单板受力”状态，严重影响了桥梁的安全性。对于此类病害采取重做桥面铺装层和破损铰缝，通过铺装层加厚、设置双层钢筋网及在铰缝部位设置加强钢筋等方式，可以取得可靠的加固效果。

目前国内桥梁由于铰缝连接差、单板受力，造成的重、特大交通事故频发。此类病害对桥梁安全性影响显著，且往往病害发展较快，在发现此类病害时应及时处治，将危害消灭在萌芽状态，确保桥梁结构安全。