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“单板受力”病害概述河北省处于运营期的多条高等级公路上，存在部分钢筋混凝土板梁桥“单板受力”现象，这是一种综合性病害，发展到一定程度后，会影响高速公路正常运行。
当重车通过桥梁时，受力单板（梁）与其他板（梁）的挠度差较大，使得混凝土梁板受到的上部力不能进行有效的横向分配，单块梁板产生疲劳破坏。
“单板受力”削弱了上部结构的整体作用，大大降低了桥涵的整体承载能力，使得上部主要承重构件处于非常不利的受力状态，降低了上部结构的耐久性，同时给行车安全造成了严重隐患。
“单板受力”病害一般特征“单板受力”病害的一般特征为以下几点：当重型车辆通过“单板受力”的梁板时产生明显弹性下挠，使其与两侧的板上下错动后，形成台阶。
待重车过后，这种错动消除，又恢复原状。
“单板受力”致使桥梁上部构造整体受力体系受到严重削弱；一般发生在各种不同跨径的钢筋混凝土板梁桥上，而其它形式桥梁，如箱型梁桥、T型梁桥则很少发生或不发生；一般发生在重车方向行车道范围内的钢筋混凝土板上；发生病害的钢筋混凝土板梁桥，其铰缝混凝土被剪坏，并逐步松散而脱落；由于车轮的冲击疲劳作用下，桥面行车道上的沥青面层普遍存在车辙和纵向贯通裂缝，纵向裂缝具有规律性地分布在行车道铰缝的上方，严重时形成一条破碎带；由于桥面上积水不能得到顺利排泄，开裂后的防水混凝土层不能阻止雨水、雪水向下渗漏，板底与墩台帽上留下明显的渗水痕迹，并因受到水分侵蚀而碱化；如果长期经受超过设计标准的重型车辆作用，使“单板受力”现象逐渐加重，进入这种病害 “后期”阶段，则弹性下挠逐渐变成塑性变形，“单板受力”的板与两侧的板之间形成永久性台阶；对多条高等级公路存在“单板受力”现象的桥梁分析，其病害程度多数尚属初期阶段，它既没有形成塑性变形的台阶，也没有明显的弹性下挠。
初期阶段是对它进行处理的最好时期。
“单板受力”病害原因分析一般高等级公路跨径8m以上的小桥涵采用钢筋混凝土空心板，跨径6m以下的小桥涵采用钢筋混凝土矩形实心板，标号多为30号混凝土。
桥梁单板受力病害成因分析摘要：近年来，我国的公路发展迅猛，已经从单纯的建设向建设和维修并重过渡，大量的公路桥梁已经出现由于长期通车、超载或其他各种原因引起的桥梁结构病害与损伤。
而单板受力是桥梁常出现的一种病害现象，此病害对桥梁的危害性较大，养护投资也不断增加。
正确分析其病害成因，是解决和预防桥梁单板受力病害的关键所在。
本文对铰接板梁桥存在单板受力病害特征、一般规律、发展成因进行了具体阐述，以便同业界人士参考。
关键词：桥梁工程；铰接板梁桥；单板受力；成因分析Abstract: In recent years, China’s rapid development of the highway, have both transition from simple construction to the construction and repair, a lot of highway bridges have appeared due to disease and damage of bridge structures, or other long-term traffic overload caused by various reasons. While the single plate bearing is a kind of diseases of bridge often occur, the disease of the bridge greater harmfulness, maintenance and investment will continue to increase. The correct analysis of the causes of disease, is the key to solve and prevent the bridge by the force of the single plate disease. In this paper, a single plate stress, disease characteristics of the hinged girder bridge, the reasons for the development of general rules were discussed in detail, so that the industry reference.Key words: bridge engineering; the hinged girder bridge; single plate bearing; cause analysis1 概述近年来，国省干线在新建或改建过程中修建了较多预制拼装的铰接板梁桥。
桥梁单板受力原因及预防措施桥梁单板是桥梁造型中最重要的部分之一，其受力状态会影响整个桥梁的安全性。
本文将从受力原因和预防措施两个方面探讨如何减少桥梁单板的受力状况，提高桥梁的安全性。
一、桥梁单板受力原因1.静载荷：静载荷是指桥梁单板受到的固定静力负荷，包括桥面铺装材料、道路构造层、路基土层等重量。
当载重较大时，静载荷对桥梁单板的压应力会越来越大，可能会导致桥梁单板形变、开裂，影响其使用寿命。
2.动载荷：动载荷是指桥梁单板在行车、行人、车辆等通过时受到的动力荷载，其大小和方向都随着车辆行驶而不断变化。
当车辆经过桥梁时，其产生的冲击力和振动会使桥梁单板发生震颤，进而可能导致开裂或疲劳破坏。
3.温度效应：桥梁单板在受到温度变化的影响下，会产生温度膨胀和收缩。
由于桥体结构的限制，桥梁单板无法得到足够的伸缩空间，从而导致桥梁单板内部发生应力变化，产生开裂、变形等现象。
二、预防措施1.改变结构设计：通过结构设计优化，减少桥梁单板受力状况。
例如增加桥梁梁柱和基础支持，提高桥梁单板的稳定性和抗震性；在桥梁单板的支撑点处增加防滑减震橡胶垫等缓冲层，减少动载荷对桥梁单板的冲击和振动。
2.选用合适的材料：选用合适的材料来提高桥梁单板的耐久性和抗裂性。
例如材料的选用要满足桥梁单板长期承受静载荷、动载荷和温度变化的要求。
同时，在桥梁单板的加厚和加宽时要注意加强土工材料的使用。
3.加强维护保养：定期检查和维护，对桥梁单板温度膨胀、收缩、裂缝和鼓包等情况进行处理。
对于长期承受静载荷的桥梁单板，需要进行常规加固和加宽。
同时，也要加强对桥梁单板下养护，保证其周围环境的整洁和无损。
综上所述，桥梁单板的受力状态会影响整个桥梁的安全性，因此需要加强对其受力原因和预防措施的了解和应用。
通过改变结构设计、选用合适的材料和加强维护保养等方式，可以有效减少桥梁单板的受力状况，提高桥梁的使用寿命和安全水平。
B RIDGE&TUNNEL桥梁隧道通过对桥梁单板受力现象和原因的分析，提出了单板受力预防和加固的方法，并以工程实例加以详细说明，为单板受力的空心板桥加固提供了参考。
桥梁是公路交通的重要组成部分，装配式钢筋混凝土空心板和预应力混凝土空心板结构因其具有技术成熟、构造简单、便于工厂化施工、施工方便、吊装容易，建筑高度低等优点而在中小跨径桥梁中广泛采用，尤其是在建筑高度受限或平原微丘区。
上世纪七八十年代建造的空心板桥荷载标准低，铰缝采用混凝土小企口缝和钢板连接，空心板间横向联系较差。
随着交通运输业的蓬勃发展，重型车辆和超载车辆频繁出现，长期作用导致铰缝破碎而空心板横向联系失效，出现空心板单板受力，降低了桥梁的承载能力，空心板处于不利的受力状态，从而梁体出现裂缝，使安全行车有了隐患，影响了公路的正常运营。
有时还会造成较大的社会影响。
单板受力原因分析单板受力的表现为空心板间绞缝混凝土破碎、脱落，而使空心板间失去横向联系作用，导致单个空心板单独承受车轮荷载的作用。
单板受力时可表现为桥面铺装层的纵向裂缝，甚至沉陷，在梁底可以表现为板间出现缝隙，渗水和白化现象。
其发生的原因受设计、施工和运营三方面因素影响。
设计方面：首先是设计荷载标准低，设计标准不能与运输业的迅猛发展相适应。
公路桥梁设计荷载已由汽车—6级、汽车—8级、汽车—13级发展到汽车—15级、汽车—20级、汽车—超20级到新规范的公路—Ⅰ级荷载，公路—Ⅱ级荷载，设计荷载最重车为55吨，而实际有些车已达150吨以上。
空心板承受的荷载作用成倍增加，受其影响，运营期间挠度大大增加并反复作用，使铰缝混凝土破坏，超重车荷载造成空心板产生较大挠度、铰缝砼脱落，这是形成单板受力的主要原因。
其次设计按铰接形式考虑荷载横向分布，实际铰缝设计薄弱，采用的断面薄弱，配筋小，铰缝混凝土由于后期的收缩而与空心板混凝土的粘结力较弱。
再者桥面铺装层厚度不足及未设置专门的防水层，而渗水更加速了铰缝的破坏。
目前，随着运营时间的增长，运煤车辆超载现象日趋严重，有许多桥梁因超载的作用发生了不同程度的损坏，其中尤以桥梁上部结构单板受力最为严重。
一、桥梁单板受力损坏的情况所谓单板受力，即桥梁上部板梁结构中部分板梁之间失去横向联系后，产生某一块或多块板梁单独受力的情况。
桥梁出现单板受力病害后，由于荷载横向分布系数比设计值增大，板梁不能共同受力，桥梁的整体承载能力降低，桥梁横载面上的梁板之间无法相互传力。
某块板梁单独承受荷载，加剧单板疲劳破坏，使桥梁上部结构处于极为不利的受力状态，降低桥梁的耐久性和使用寿命，对行车安全造成极大隐患。
经调查，发现近1/4的小桥涵出现了不同程度的单板受力病害，主要集中在8m-18m的钢筋混凝土矩形实心板小桥涵上，现已对单板受力严重的小桥涵进行了处理。
此病害呈现出一定的规律性，主要表现为：从桥面上观察，行车道位置的桥面铺装开裂、碎裂，进而形成车辙和纵向贯通裂缝，纵向裂缝有规律性地分布重车方向板间较缝的上方，且纵向裂缝局部混凝土松散，形成坑槽，行车平顺性降低。
在桥下观察，重车半幅小桥涵较缝混凝土普/考试大/遍开裂、脱落，重车方向板间较缝混凝土呈块状剥落严重（与桥面铺装行车道纵向贯通裂缝相对应），且存在严重的沿较缝渗水痕迹；单板受力病害均发生于重车方向小桥涵上；大部分单板受力小桥涵板端与桥台背墙连接处的桥面铺装存在在横向贯通裂缝；在重载车辆作用下，由于板间铰缝横向联系失效，导致部分小桥涵行车道外的梁板底面跨中部位形成有规律的横向贯通裂缝。
绝大部分单板受力的小桥涵为正交桥。
随着运营时间增长，重车半幅桥涵的受损数量和受损程度呈现不断增多和严重的趋势。
由于桥梁上部结构的各梁板间横向联结主要依靠绞缝及砼铺装层实现，上述病害将导致横向联结失效，单板受力的存在削弱了桥涵上部结构的整体性，降低了桥涵的整体承载能力，同时使得上部主要承重构件处于非常不利的受力状态，在重载车辆的作用下，对交通安全构成隐患。
桥梁单板受力原因及预防措施桥梁单板是桥梁结构中的重要组成部分，其承受着行车和行人的重量和外界环境的影响。
然而，在桥梁单板的使用过程中，由于各种因素的影响，会出现一些受力问题，可能导致桥梁的破坏甚至倒塌。
因此，为了保障桥梁的安全运行，我们需要了解桥梁单板受力原因并采取相应的预防措施。
桥梁单板受力原因重载运输桥梁单板在使用过程中会承受各种载荷，在过重的重载运输下，会导致单板发生变形、裂纹、甚至破损，对桥梁整体的稳定性和耐久性产生不良影响。
因此，在桥梁设计中需要考虑计算负荷，确保桥梁单板的有足够的承重能力。
外界气候天气因素也会对桥梁单板的使用产生很大的影响。
例如，寒冷的气候会导致钢材收缩和膨胀，而高温会使得桥梁单板的表面温度升高，从而使桥梁单板的强度减少。
同时，强风和台风等气候因素也可能会影响桥梁单板的稳定性。
交通事故交通事故是桥梁单板破坏的一种重要因素。
一些严重的车祸事故可能使桥梁单板的形态发生变化，严重的时候甚至会导致单板的垮塌。
因此，在建造和使用过程中，需要考虑交通安全问题，加强安全管理，防止交通事故的发生。
材料老化桥梁单板的材料也会因为使用时间的延长而出现老化现象，这将导致桥梁单板的结构和性能受到影响。
在长期的使用过程中，需要定期检查桥梁的材料，及时更替老化的单板，确保桥梁单板的安全性能。
预防措施强化设计为了保障桥梁单板的安全稳定运行，需要充分考虑各种因素并加强设计。
在桥梁设计过程中，需要根据不同环境和载荷情况，计算合理的承重能力，选择适合的材料和结构。
同时，需要考虑桥梁单板的防震性能，以应对突发的自然和交通灾害。
定期检查对于那些已经建成和启用的桥梁，需要进行定期的检查，及时发现和诊断桥梁单板发生的问题，在问题得到有效修复之前，必须停止使用和通行。
检查应该全面、系统，标准化的维护桥梁单板的 stabilized平衡。
强化管理桥梁的管理也是确保桥梁单板安全的一种关键手段。
需要在桥梁运行时加强管理，定期进行维护、修复和更新，以确保桥梁单板始终处于良好的状态。
94总428期2017年第14期（5月 中）范限值[3]（如图1、图2所示）。
图1 桥面铺装裂缝特征图 图2 铰缝、梁板开裂特征图2 单板受力影响当桥梁出现单板受力病害后，随时间推移，未及时对受损部位进行加固处置，则会呈现受损程度与裂缝数量增多和加重趋势。
桥梁上部承重构件中的各梁板间横向联系主要依靠铰缝传递竖向剪力，此种病害将会导致横向联系降低或完全失效，形成单板受力。
车辆通行在有“单板受力”梁板时，单梁承受原来多梁承受的荷载，原受力体系完全改变，已不能保证车辆安全通行。
长时间单板受力使桥梁上部结构的整体性下降，造成桥梁的整体承载能力下降，同时使得上部主要承重构件处于非常不利的受力状态，在重载车辆的作用下更容易发生破坏，造成安全事故及不可估量的损失。
3 单板受力成因根据对我国桥梁设计理论、施工技术以及运营现状的研究分析，结合此类桥梁的检测结果，造成单板受力的原因主要归纳为以下几点：（1）板梁铰缝通常设计为企口形式，尺寸通常较小，这会导致施工质量不易控制。
铰缝混凝土振捣不密实出现松散、离析等施工质量不高情况，可直接造成上部结构横向联系薄弱，上部结构整体性不足，影响桥梁实际承载能力。
（2）中小跨径桥梁设计时，铰缝位置处空间一般较小、铺装层防水混凝土层也较薄，这就需要采用较细的横收稿日期：2017-02-17单板受力的成因及处理措施郝毅（京藏高速公路张家口管理处，河北 张家口 075000）摘要：单板受力是在车辆的载重及轴数不断增大、施工质量存在缺陷、环境影响等因素下，桥梁出现的较为常见的病害现象。
因此，对桥梁单板受力的特征、形成原因等方面进行了分析，提出了相关的维修加固建议，指出除在设计和施工阶段进行改进提高外，还需对超载、超限车辆进行限制，从造成病害的根源入手，预防桥梁单板受力病害的发生。
关键词：板梁；单板受力；横向联系中图分类号：U445.7文献标识码：B0 引言近年来客货运输量增加迅速，车辆向大型、重型发展，超限、超载现象不断增多。
桥梁单板受力原因及预防措施浅析
【摘要】：随着我国经济技术水平的不断提高，我国的桥梁事业得到了飞速发展，文章就桥梁单板受力原因及预防措施等方面作一下浅析。
【关键词】：桥梁；单板受力；原因；措施
随着我国经济技术水平的不断提高，我国的桥梁事业得到了飞速发展，文章就桥梁单板受力原因及预防措施等方面作一下浅析。
一、分析的桥梁单板受力的一般规律
1. 由于重车车速慢，很少占用超车道，使行车道部分的开裂频率远大于超车道部分。
2. 重轮直接作用在梁板导致位于行车道轮迹部位的梁板更容易产生单板受力。
3. 实心板比空心板更容易出现单板受力。
这是由于实心板的梁高通常比空心板小，铰纹受剪面积也小，在轮载相同的情况下，剪切作用更为明显。
4. 跨径小的桥梁发生单板受力的几率更高。
因为跨径小，梁高小，铰缝受剪面积小，故剪切效应更为显著。
5. 桥面渗水者不不渗水者更容易发生。
这是水分和除雪渗盐对混凝土的腐蚀作用所致，尤其使冬季的冻融作用，也有些情况是先剪裂以后才引起渗水的。
6. 桥面铺装层较厚者单板受力较少，它得益于轮载传力面积的扩散效果。
7. 水泥混凝土的抗剪能力远大雨沥青混凝土，对应敌的扩散作用较大，在桥面厚度相同的情况下，水泥混凝土铺装比沥青混凝土要好些。
8. 支座顶为湿接头（即现浇混凝土）的优于预制梁板直接压设在橡胶支座上的。
每块预制板通常都设四个支座，施工中很难保证四个支座受力完全一致。
橡胶支座上有一个较大的接触面，施工时即使是同一支座，也难以保证接触面全面与梁板底面紧密接触，造成受力不匀，给梁端受剪留下隐患。
二、形成单板受力的原因分析
从根本上说，是由于板间绞缝被剪断所致。
其产生的原因可以从设计、施工和使用三个方面来分析。
其中使用方面的原因即车辆等的荷载超过设计值，尤其是集中荷载（例如车辆的单侧轮组）严重超过设计标准。
下面着重从设计和施工
方面进行分析：
1. 设计方面的原因：车辆超载是产生单板受力的主要原因所在，但从设计角度来看，为什么在已出现单板受力的桥梁中，预制空心板顶板被压碎的情况却极少发生？这至少说明绞缝部位在设计方面的安全储备远低于顶板的设计。
目前常用的预制板设计，一般都存在以下缺憾：（1）绞缝的形式不够合理。
例如梁端一定范围的绞缝宽度只用1cm,如果再加上梁板预制和安装就位时的误差，使得绞缝的浇注质量难以保障。
另外，在跨中部位的绞缝形式也不尽合理，其抗剪效率不够理想。
（2）设计中没有虑及绞缝混凝土自身的收缩作用，没有足够重视新旧混凝土间粘结力的弱化作用。
（3）绞缝钢筋布置太少，顶板连接钢板抗力不足。
（4）绞缝设计理论不够完善，难以真实体现梁板间的实际受力状况。
从荷载的横向分配理论可知，设计理论是按铰接形式对单个荷载进行合格乡分配的，但实际受力却介于铰接与刚接只，制约因素与绞缝的断面形式和施工质量有关。
2. 施工方面的原因：预制梁板的单板受力与施工质量有着密切的关系，因为在同一条路线、同一种结构形式的桥梁，有地发生单板受力，有的却没有发生，便足以说明这一问题。
在施工时一般应注意如下几个问题：（1）预制板侧面应认真凿毛，并仔细清除由于凿毛而产生的松动混凝土块，以增强新旧混凝土间的粘结和抗剪能力。
（2）绞缝混凝土浇注前，应对梁体侧面进行洒水湿润，以保证新旧混凝土间的良好结合。
（3）绞缝混凝土务必灌满震实，并进行必的养护。
（4）最好能够使用防收缩或微膨胀水泥浇注绞缝混凝土。
（5）梁板吊装时，要密切关注支座受力的均衡性，切忌支座悬空。
（6）绞缝混凝土未达到设计强度前，严禁在桥上行驶车辆等重型荷载，以免使绞缝产生内伤。
三、预防单板受力的措施
解决问题的宗旨应在于防患于未然，因此应从设计方面入手，采取必要的预防措施。
作者认为，除了规范运输以外，从以下三方面考虑，便可基本消除单板受力的弊端：1、对于小跨径的桥梁，尽量设计成整体现浇结构。
2、在预制板的跨中和两端设计横隔暗梁，以加强相邻梁体间的联结作用。
绞缝响应部位的钢筋也须予以加强。
3、对预制板横向预应力筋。
因为预制板（多数为空心板）的跨径一般读在20m以下，所以横向预应力筋的设置一般只在跨中和两端共设三道即可。
其中两端的横向预应力筋，除了加强绞缝的抗剪能力外，尚有克服支座不均匀变形方面的的作用。
但对于现浇接头的一端，因为支座受力基本一致，如果不会出现支座本身质量问题的话，不设横向预应力筋也可以。
绞缝的抗剪强度除了混凝土质量以外，在很大程度上取决于新旧混凝土间的粘结力和摩阻力，，其中摩阻力=垂直力×摩阻力系数，由此可见，设置横向预应力（即上式中的垂直力）可以大大增强绞缝的抗剪强度。
另外，横向预应力的作用还有助于提高绞缝混凝土本身的抗剪能力，对绞缝混凝土本身的收缩也极为有利（预应力筋本身也具有一定的抗剪能力）。
因此，设置横向预应力即抓住了问题的关键。
增加横向预应力后，可能会改变活载的横向分布模式，但这种改变是向固结方向的偏移，即有利于提高桥梁的总体承载能力。
四、设置预应力应注意的事项
1. 设计应注意的事项：（1）设计位置宜选在跨中，伸缩缝两侧是否设置应酌情考虑。
（2）对于斜交角度不大的桥梁，预应力轴线宜垂直于跨中线。
但对于斜交较大的桥梁（例如斜交300~450），则预应力方向应服从于伸缩缝方向（即与伸缩缝年平行），封锚突块就会变的较大。
（3）在预应力位置，空心板的内腔必须设置横隔板，用于承受预应力，并向相邻板块传递预应力，防止侧板在锚头处被压破。
（4）预应力的预留孔道应适当放大，以便施工操作。
（5）空心板的侧面在绞缝处不必进行特殊设计，也没有比哟设置孔道连接件。
2. 施工应注意的事项：（1）管道定位必须准确，以防穿束困难。
（2）由于空心板的内腔被预应力隔板隔断，故如果采用充气胶囊做内模，则每片梁必须用两个胶囊，并应在端隔板预留一个孔洞，用于放气抽出胶囊。
（3）浇筑绞缝混凝土前，应有凝固在绞缝处形成孔道的可靠措施，例如使用小型充气胶囊。
（4）预应力张拉采用单端张拉。
由于预应力筋较短，故务必保证张拉质量，防止出现假锚现象。
（5）由于横向预应力为后张法而锚头外露，故应采取严密措施保证封锚头外露，故应采取严密措施保证锚混凝土的外观质量。
