空心板梁桥铰缝破坏机制分析及加固技术.pdf

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1、第2期(总第158期)2012年4月中网亏益z耜CHTNAMUNICIPALENCINEERINCNo．2(SerialNo．158)Apr．2012DOI：10．3969／j．issn．1004—4655．2012．02．015空心板梁桥铰缝破坏机制分析及加固技术丁权1，黄律群2，斯挺2，张亮2，杨洋2(1．上海浦东新区公路建设发展有限公司，上海200135；2．上海市浦东新Y--&路管理署，上海200129)摘要：针对工程实践中出现的装配式空心板铰缝破坏的问题，从设计、施工和运营阶段分析了病害形成的因素和机制，

2、探讨了板梁铰缝的防治对策及维修加固施工控制，并为装配式空心板梁桥铰缝破坏的维修加固设计、施工等工作提供参考。关键词：空心板梁桥；铰缝；铺装层；铰缝改造：施工控制中图分类号：U448．212．57文献标志码：A文章编号：1004-4655(2012)02-0038-04装配式空心板梁桥在重车荷载作用下，纵向铰缝极易剪切破坏，并导致桥面铺装开裂。轻则铰缝与空心板侧壁界卣新旧混凝土之问径相分离，雨水渗透并侵蚀混凝土；重则铰缝处混凝土完伞破损(剪切破坏)，空心板或将失去横向连接能力，极易出现单板受力，最终可能导致板梁断裂塌

3、落。装配式空心板梁桥的结构病害主要有4种：一是抗弯承载力不足，表观特征为下挠，底板横、纵开裂；二是由铰缝破坏引起的板间横向联系削弱或失效，表观特征为板间渗、漏水，桥面铺装纵向开裂、变形、网裂、龟裂、破碎；三是耐久性因素引起的承载能力降低，桥面沥青混凝土铺装裂缝、车辙、松散坑槽、推移拥包、防水层失效，以及水泥混凝土铺装层离、剥落、保护层不足、裂缝、露筋、表层浸蚀、锈蚀等造成的“裸板效应”；ptl是预制板梁与后期浇筑的结构层分离，桥面连续构造、伸缩缝和护栏底座均在运营1～2a内就出现开裂、破碎、脱落、露筋、松动，表观特

4、征为结构部位下渗水、漏水浸蚀混凝土，结构功能失效，严重影响结构安全和使用寿命¨’⋯。1铰缝病害成因分析1．1铰缝结构理论的不完整性1)带铰缝的简支板桥梁的荷载横向分布是按铰接板(梁)法计算的。将相邻板(梁)之问视为铰接，只传递剪力而忽视其受拉。实际上，当铰接板承受偏心荷载时，其变形既有挠曲又有转动。由此引起的竖向位移量带动了相邻板的挠曲和转动，传递剪力和扭矩；产生的侧向水平位移量，通过铰缝及桥面铺装向收稿日期：2012—02—2438相邻板施加水平拉(或压)力。在活载反复作用下的弹性变形也使铰缝产生反复交替的拉压作

5、用。2)铰缝受剪计算图式与实际受力状况差别很大。车辆轴转换算为等效半波正弦荷载后，两者荷载总效应接近，但车轮荷载集中作用于铰缝间的局部剪力，要比半波正弦换算荷载(即按分布荷载)计算值大得多，故按弹性分布计算荷载的横向分布系数时，铰缝无力承担¨1。3)由铰接板梁破坏试验得知，往往是铰缝混凝土与空心板的黏结而先破坏，而不是铰缝混凝土被剪开HJ。由于铰缝的实际抗剪能力比理论计算值要低得多，故在多种荷载及不利因素影响下，铰缝既受剪又受拉(压)。当铰缝内配筋少，而连接筋及桥面铺装钢筋网又薄弱时，在反复剪、拉(压)作用下，会导

6、致铰缝混凝土的开裂、破坏，并最终造成桥面铺装的破坏。4)铰缝受力复杂，用传统的铰接板梁计算理论已不能满足设计要求。1．2设计因素1)铰缝构造单薄，尺寸小而浅，缝间连接钢筋薄弱、缝内兀拉力筋，刚度甚微，因此横向联结力薄弱，难与板牢固结合。单纯按铰接板分析计算，抗剪强度可能满足设计荷载要求，但忽视了结构最薄弱处的特殊计算及构造要求。2)桥面混凝土铺装层的设汁厚度过薄，仅满足构造要求。但由于预制板上拱度及满足桥面施工纵横坡协调等原凶，使得实际工作厚度满足不_r结构要求，且少而稀的布筋又大大降低了铺装层抗拉强度，降低了整体

7、横向刚度。中国彳苍z在丁权，黄律群，斯挺，等：空心板梁桥铰缝破坏机制分析及加固技术2012年第2期3)轻视桥面防水和排水构造功能没计。多数沥青铺装(磨耗层)开裂、松散，甚至出现坑槽后，渗入铺装层内的水无法保证及时排出。1．3施工因素1)预制板企口光滑的混凝土表面未进行规定的凿毛清浮浆处理H1。根据试验，新、老混凝土结合而之间的抗拉强度约为混凝土抗拉强度的1／3。铰缝内狭窄、缺乏振捣，混凝土不密实，而相连混凝土铺装受梁板上拱度的影响，厚度多小于设计值。若铺装层钢筋网绑扎不规范、间距大，则个别铺装层形成素混凝上夹层，构

8、成结构的致命薄弱节点。2)没有设防水层，或设置防水层时施工不规范使之失去防水功能，极易造成水损害。不密实的铰缝混凝土的Ca(OH)：等水化物由于受到长时间渗水作用而析出，并锈蚀钢筋导致缝内混凝土胀裂(其体积是水泥的2倍)，使铰缝失去抗剪作用∞1。也有些情况是铰缝混凝土被剪裂以后才引起渗水的。据观察统计，年降水量在500inm左右的地区，半数以上桥梁中存在铰缝