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浅谈装配式空心板桥几种常见病害与防治方法
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【摘要】本文从设计和施工两方面探讨导致装配式空心板桥几种常见病害的原因和防治方法。（参考《建筑中文网》）
【关键词】装配式空心板桥；病害；防治方法
【Abstract】In this article two aspects of design and construction of prefabricated hollow plate result of several causes of common diseases and control methods.
【Key words】Assembly-type hollow plate; Disease; Control methods
1. 前言
随着公路建设的快速发展，装配式空心板桥以其质量可靠，施工方便快捷的特点得到广泛的应用，成为目前公路桥梁中最为常见的桥梁形式。但该结构类型桥梁也容易发生一些病害，影响了桥梁的使用品质和寿命。导致这些病害的原因，除去与交通量大、超载车辆多有关外，还与设计、施工中一些环节注意不够有关。下面笔者就几种常见病害的原因和防治方法，浅谈自己的看法。
2. 装配式板桥常见病害及成因
装配式板桥常见的病害主要有支座、桥面铺装、板间连接三大类。这些病害的发生，往往不是孤立的，它们互为诱导因素，相互作用，导致病害的进一步加剧。
2.1支座的常见病害。装配式板桥的常用支座是板式橡胶支座。板式橡胶支座的主要病害有垂直压缩变形过大、剪切开裂、脱空、老化等。由于这些病害的存在，导致支座功能丧失。
2.1.1设计方面的原因
（1）板式橡胶支座主要是承受由梁板传来的垂直压力和梁板因挠度及温度变化传来的剪力。其承受垂直压力的能力较高，而承受剪力的能力相对较低。因此，板式橡胶支座原则应水平放置，以更好适应受力状态，发挥作用。但当纵坡或横坡较大时，这种因支座斜置而导致的附加剪力和偏压现象就不可小视。这时支座就不能再直接放置在有坡度的墩台顶上，梁底端部和墩台也必须做适当坡度调整。以最大限度地减少支座的附加剪力和偏压现象。而在实际工程中，这些细节构造设计容易忽略，或不够详细明确。按图施工的结果导致了支座的损坏。比如，我省省道S229三原公路八里营跨铁路大桥，横坡达4%，纵坡达2.7%，梁端底横坡设计要求不明确，梁端底纵坡未做设计，要求施工单位只调整支座垫石坡度，未进行梁底坡度处理。结果支座偏压压缩变形破坏严重。
（2）导致支座损坏的另一个设计原因是板与板连接能力设计不足，过去常采用小企口缝、窄板间缝 、无板间连接筋的设计，导致主梁整体性不足，横向分布车轮荷载能力不足，甚至单板受力，梁板挠度增大，使支座受力更集中、更复杂，进而过早地出现过大压缩变形、剪切开裂等病害。
2.1.2施工方面原因。由施工不当造成支座病害的原因，可以归纳为以下五个方面：
（1）未按设计要求，在桥梁纵坡或横坡较大时，对墩台顶及主梁端底进行调坡处理，使支座大偏心受压，甚至局部承压，造成支座局部压缩变形过大破坏。
（2）主梁板间缝，施工质量差，特别是设计小企口缝时，由于缝窄，随便灌入稀砂浆，强度低、传力差、主梁整体差、导致横向分布荷载能力低，使个别梁板受力过于集中、过大，造成其下支座的压缩变形过大和剪切开裂破坏。
（3）安装支座垫石测量不准确和预制梁板的翘曲，是造成支座脱空的主要原因。桥梁在交工验收时，发现部分支座脱空现象的不在少数。
（4）对脱空支座的处理措施不当，有些桥梁在吊装过程中，虽发现个别支座脱空，但采取的措施不当。比如在支座下面加垫的材料，强度低、耐久性差，结果在桥梁使用过程中，因加垫材料损失，重新脱空。S229三原线八里营大桥支座脱空，加垫的是钢板，但没有做防锈处理，结果在使用十年后，这些钢板在桥面漏水侵蚀作用下，10mm厚的钢板能全部锈蚀掉。应当引以为戒。
（5）施工组织管理不善，使支座在储存、运输、安装过程中，遭受酸、碱、油溶剂等的侵蚀，或漏天堆放遭受阳光曝晒和雨雪侵蚀加速了支座的老化。另外在梁板吊装过程中，使用安放好的裸梁承受过大的临时荷载，造成支座的剪切开裂病害。
2.1.3养护方面的原因。养护不及时、不到位，也是造成支座病害发生的原因之一。对于桥面病害不及时修复，造成雨水，甚至酸、碱、油溶剂的下渗，对支座造成腐蚀损害。
2.2桥面砼铺装层的病害。桥面砼铺装层的常见病害是裂缝、渗水和破损，其破坏原因既有设计原因，也有施工和养护原因。
2.2.1设计方面的原因
（1）目前的桥面砼铺装层设计，过于简化，往往只给一个配筋图和层厚规定值。而对于梁板的上拱度，及其对铺装层的影响，没有提供解决方法，而其影响又不可小视。施工单位简单按图施工的后果是跨中铺装层厚度不足。
（2）主梁板之间连接设计不合理，早些年设计施工的装配式板桥，梁板之间无连接筋，且板缝空间太小，铰缝砼质量不易保证。而铰缝砼的损坏，降低了传力效果，导致主梁板整体性差，反射效应导致其上铺装层局部破损。
2.2.2施工方面的原因。施工不当也是引起装配式板桥桥面铺装损坏的原因，可归纳为以下几个方面：
2.2.2.1砼铺装层厚度不足，由于主梁上拱效应，致使主梁顶面标高与设计标高有较大差异。以20米跨径预应力空心板为例，一般上拱度有2cm～4cm。这样按照原设计进行桥面铺装，势必造成砼铺层在许多地方厚度不足，过薄的铺装层不但起不到分布荷载的作用，耐冲击、防水能力也大为降低，从而产生局部破坏。
2.2.2.2桥面铺装层与桥梁主要结构层的连接界面处理不干净。由于桥面铺装的砼一般厚度较小，因此要保证桥面铺装层的正常工作，必须使铺装层与主梁结构牢固粘接， 否则脆性的薄层砼板将无法适应荷载和温度引起的变形而产生破坏。桥面铺装时一般需要对底层砼凿毛并冲洗干净，以保证界面的粘结。然而施工中往往存在凿毛不彻底或冲洗不干净的情况，这样往往导致铺装层过早损坏。
2.2.2.3铺装层砼配合比设计不合理。由于铺装层砼和主结构砼的龄期不同，加上主结构含水量较小，因此桥面铺装层极易在浇注初期产生干缩裂纹。因此铺装砼需要有较小的水灰比，过大的水灰比将导致铺装层产生早期损坏和开裂。近几年，随着建设速度的加快和施工装备的提高，采用泵送砼浇筑桥面铺装层越来越普遍，但大坍落度、小骨胶比、高外掺剂的泵送砼铺装层，更容易产生干缩裂缝。因此其配合比更应引起高度重视。
2.2.2.4防晒、防风措施跟不上和养生不及时。铺装层是薄层结构，水分损失快，特别夏季高温季节施工，无防晒、防风措施，很容易导致失水收不住浆，从而形成裂缝。而养生跟不上，失水过快，也会导致砼干缩裂缝的产生。
2.2.2.5桥梁在使用过程中，养护不及时或养护不当，也会使桥面铺装层过早出现病害，比如北方地区，不及时清除雨雪，会使铺装层砼受冻融循环，强度等性能降低，造成破坏。另外，还需要对较小病害及时处理，否则缺陷的扩大会放大桥梁的动力效应，使铺装层处于更加不利的状态；同时缺陷的扩大会使桥面积水，导致水腐蚀产生更大的病害。
2.3板间缝砼的病害。板间缝砼病害主要表现为板间缝砼的破碎、脱落，其产生的原因有设计、施工两方面的原因。
2.3.1设计方面的原因
2.3.1.1早些年 设计的预应力空心板梁、梁板之间都是小企口缝，缝小而浅，一般只有11-15厘米深，企口缝下的板间缝，理论值只有1cm宽。狭小的空间，使板间砼（砂浆）施工难度增加，质量不易得保证，强度低，易损坏。
2.3.1.2板与板之间无连接筋，只有铰缝砼，连接能力不足，造成板与板之间整体性差，使本身质量不高的板间砼受剪破坏。
2.3.2施工方面的原因。但由于梁板预制安装过程中控制不够精细，造成某些实际缝宽连1cm也不足，甚至为零。因此，板间砼只能用稀砂浆灌注，也不易充分捣实，使砼（砂浆）强度不足，导致破坏。同时，稀砂浆容易干缩，又与两侧光滑梁板不易粘牢，在荷载反复作用也就形成剥离脱落。
3. 装配式板桥常见病害的防治
3.1支座病害的防治。支座病害的防治应从设计、施工、养护三方面综合采取措施。
3.1.1设计措施
（1）充分论证，综合考虑前期费用、养护更换费用，受力特点、适用温度等因素，选用更合适的支座型式。
（2）当桥梁纵或横较大时，如选择板式橡胶支座，要设计墩台顶调平层，或垫石调平，同时主梁端底设置与纵横坡相适应的调坡措施。
【关键词】装配式空心板桥；病害；防治方法
【Abstract】In this article two aspects of design and construction of prefabricated hollow plate result of several causes of common diseases and control methods.
【Key words】Assembly-type hollow plate; Disease; Control methods
1. 前言
随着公路建设的快速发展，装配式空心板桥以其质量可靠，施工方便快捷的特点得到广泛的应用，成为目前公路桥梁中最为常见的桥梁形式。但该结构类型桥梁也容易发生一些病害，影响了桥梁的使用品质和寿命。导致这些病害的原因，除去与交通量大、超载车辆多有关外，还与设计、施工中一些环节注意不够有关。下面笔者就几种常见病害的原因和防治方法，浅谈自己的看法。
2. 装配式板桥常见病害及成因
装配式板桥常见的病害主要有支座、桥面铺装、板间连接三大类。这些病害的发生，往往不是孤立的，它们互为诱导因素，相互作用，导致病害的进一步加剧。
2.1支座的常见病害。装配式板桥的常用支座是板式橡胶支座。板式橡胶支座的主要病害有垂直压缩变形过大、剪切开裂、脱空、老化等。由于这些病害的存在，导致支座功能丧失。
2.1.1设计方面的原因
（1）板式橡胶支座主要是承受由梁板传来的垂直压力和梁板因挠度及温度变化传来的剪力。其承受垂直压力的能力较高，而承受剪力的能力相对较低。因此，板式橡胶支座原则应水平放置，以更好适应受力状态，发挥作用。但当纵坡或横坡较大时，这种因支座斜置而导致的附加剪力和偏压现象就不可小视。这时支座就不能再直接放置在有坡度的墩台顶上，梁底端部和墩台也必须做适当坡度调整。以最大限度地减少支座的附加剪力和偏压现象。而在实际工程中，这些细节构造设计容易忽略，或不够详细明确。按图施工的结果导致了支座的损坏。比如，我省省道S229三原公路八里营跨铁路大桥，横坡达4%，纵坡达2.7%，梁端底横坡设计要求不明确，梁端底纵坡未做设计，要求施工单位只调整支座垫石坡度，未进行梁底坡度处理。结果支座偏压压缩变形破坏严重。
（2）导致支座损坏的另一个设计原因是板与板连接能力设计不足，过去常采用小企口缝、窄板间缝 、无板间连接筋的设计，导致主梁整体性不足，横向分布车轮荷载能力不足，甚至单板受力，梁板挠度增大，使支座受力更集中、更复杂，进而过早地出现过大压缩变形、剪切开裂等病害。
2.1.2施工方面原因。由施工不当造成支座病害的原因，可以归纳为以下五个方面：
（1）未按设计要求，在桥梁纵坡或横坡较大时，对墩台顶及主梁端底进行调坡处理，使支座大偏心受压，甚至局部承压，造成支座局部压缩变形过大破坏。
（2）主梁板间缝，施工质量差，特别是设计小企口缝时，由于缝窄，随便灌入稀砂浆，强度低、传力差、主梁整体差、导致横向分布荷载能力低，使个别梁板受力过于集中、过大，造成其下支座的压缩变形过大和剪切开裂破坏。
（3）安装支座垫石测量不准确和预制梁板的翘曲，是造成支座脱空的主要原因。桥梁在交工验收时，发现部分支座脱空现象的不在少数。
（4）对脱空支座的处理措施不当，有些桥梁在吊装过程中，虽发现个别支座脱空，但采取的措施不当。比如在支座下面加垫的材料，强度低、耐久性差，结果在桥梁使用过程中，因加垫材料损失，重新脱空。S229三原线八里营大桥支座脱空，加垫的是钢板，但没有做防锈处理，结果在使用十年后，这些钢板在桥面漏水侵蚀作用下，10mm厚的钢板能全部锈蚀掉。应当引以为戒。
（5）施工组织管理不善，使支座在储存、运输、安装过程中，遭受酸、碱、油溶剂等的侵蚀，或漏天堆放遭受阳光曝晒和雨雪侵蚀加速了支座的老化。另外在梁板吊装过程中，使用安放好的裸梁承受过大的临时荷载，造成支座的剪切开裂病害。
2.1.3养护方面的原因。养护不及时、不到位，也是造成支座病害发生的原因之一。对于桥面病害不及时修复，造成雨水，甚至酸、碱、油溶剂的下渗，对支座造成腐蚀损害。
2.2桥面砼铺装层的病害。桥面砼铺装层的常见病害是裂缝、渗水和破损，其破坏原因既有设计原因，也有施工和养护原因。
2.2.1设计方面的原因
（1）目前的桥面砼铺装层设计，过于简化，往往只给一个配筋图和层厚规定值。而对于梁板的上拱度，及其对铺装层的影响，没有提供解决方法，而其影响又不可小视。施工单位简单按图施工的后果是跨中铺装层厚度不足。
（2）主梁板之间连接设计不合理，早些年设计施工的装配式板桥，梁板之间无连接筋，且板缝空间太小，铰缝砼质量不易保证。而铰缝砼的损坏，降低了传力效果，导致主梁板整体性差，反射效应导致其上铺装层局部破损。
2.2.2施工方面的原因。施工不当也是引起装配式板桥桥面铺装损坏的原因，可归纳为以下几个方面：
2.2.2.1砼铺装层厚度不足，由于主梁上拱效应，致使主梁顶面标高与设计标高有较大差异。以20米跨径预应力空心板为例，一般上拱度有2cm～4cm。这样按照原设计进行桥面铺装，势必造成砼铺层在许多地方厚度不足，过薄的铺装层不但起不到分布荷载的作用，耐冲击、防水能力也大为降低，从而产生局部破坏。
2.2.2.2桥面铺装层与桥梁主要结构层的连接界面处理不干净。由于桥面铺装的砼一般厚度较小，因此要保证桥面铺装层的正常工作，必须使铺装层与主梁结构牢固粘接， 否则脆性的薄层砼板将无法适应荷载和温度引起的变形而产生破坏。桥面铺装时一般需要对底层砼凿毛并冲洗干净，以保证界面的粘结。然而施工中往往存在凿毛不彻底或冲洗不干净的情况，这样往往导致铺装层过早损坏。
2.2.2.3铺装层砼配合比设计不合理。由于铺装层砼和主结构砼的龄期不同，加上主结构含水量较小，因此桥面铺装层极易在浇注初期产生干缩裂纹。因此铺装砼需要有较小的水灰比，过大的水灰比将导致铺装层产生早期损坏和开裂。近几年，随着建设速度的加快和施工装备的提高，采用泵送砼浇筑桥面铺装层越来越普遍，但大坍落度、小骨胶比、高外掺剂的泵送砼铺装层，更容易产生干缩裂缝。因此其配合比更应引起高度重视。
2.2.2.4防晒、防风措施跟不上和养生不及时。铺装层是薄层结构，水分损失快，特别夏季高温季节施工，无防晒、防风措施，很容易导致失水收不住浆，从而形成裂缝。而养生跟不上，失水过快，也会导致砼干缩裂缝的产生。
2.2.2.5桥梁在使用过程中，养护不及时或养护不当，也会使桥面铺装层过早出现病害，比如北方地区，不及时清除雨雪，会使铺装层砼受冻融循环，强度等性能降低，造成破坏。另外，还需要对较小病害及时处理，否则缺陷的扩大会放大桥梁的动力效应，使铺装层处于更加不利的状态；同时缺陷的扩大会使桥面积水，导致水腐蚀产生更大的病害。
2.3板间缝砼的病害。板间缝砼病害主要表现为板间缝砼的破碎、脱落，其产生的原因有设计、施工两方面的原因。
2.3.1设计方面的原因
2.3.1.1早些年 设计的预应力空心板梁、梁板之间都是小企口缝，缝小而浅，一般只有11-15厘米深，企口缝下的板间缝，理论值只有1cm宽。狭小的空间，使板间砼（砂浆）施工难度增加，质量不易得保证，强度低，易损坏。
2.3.1.2板与板之间无连接筋，只有铰缝砼，连接能力不足，造成板与板之间整体性差，使本身质量不高的板间砼受剪破坏。
2.3.2施工方面的原因。但由于梁板预制安装过程中控制不够精细，造成某些实际缝宽连1cm也不足，甚至为零。因此，板间砼只能用稀砂浆灌注，也不易充分捣实，使砼（砂浆）强度不足，导致破坏。同时，稀砂浆容易干缩，又与两侧光滑梁板不易粘牢，在荷载反复作用也就形成剥离脱落。
3. 装配式板桥常见病害的防治
3.1支座病害的防治。支座病害的防治应从设计、施工、养护三方面综合采取措施。
3.1.1设计措施
（1）充分论证，综合考虑前期费用、养护更换费用，受力特点、适用温度等因素，选用更合适的支座型式。
（2）当桥梁纵或横较大时，如选择板式橡胶支座，要设计墩台顶调平层，或垫石调平，同时主梁端底设置与纵横坡相适应的调坡措施。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200905/13018.htm
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