空心板单板受力原因及防治

桥梁工程预制空心板施工中出现的质量问题及防治桥梁工程预制空心板施工中易出现的质量问题主要有以下几个方面:(1)预制空心板高度控制不严,影响桥梁整体标高。

(2)预制空心板总长控制不好出现长短不一,有的两端端面不垂直、斜交角大小不一致,桥板安装时出现难度。

(3)预埋件埋设位置有的不正确,有的甚至漏设。

(4)预制空心板顶板横向或底板纵向出现裂纹。

(5)板的下层钢筋保护层厚度不足,出现露筋现象。

(6)底座玉面不平整,使板两端安设支座的位置高度不一致,使板产生扭曲力(7)板表面气泡较大!较多,影响美观和耐久性一、工程概述XX省道XX县城大街段改建工程路段有小桥8座,上部结构全部采用预制钢筋混凝土空心板,在空心板预制过程中都或多或少的出现了一些上述质量问题。

二、预制空心板出现质量问题的主要原因1、预制空心板的芯模固定不牢,混凝土振捣时因挤压力的作用使芯模上浮,造成空心板底面超厚,顶板厚度不足,施工单位为了保证顶板厚度,人为加大了板高的尺寸,影响到桥面铺装层的厚度,从而影响整座桥的标高”采用充气胶囊作空心板芯模的空心板虽装脱模较方便但胶囊固牢难度大,加之胶囊本身材质问题、上浮和局部鼓包的现象更易发生。

2、预制空心板几何尺寸与设计的几何尺寸不相符(主要是长度)、预埋件埋设错和漏设、底座平面不平整等现象的主要原因是施工马虎,施工前、施工中、施工后没有进行工序检测所致。

3、预制空心板顶板混凝土出现横向裂缝,底板混凝土出现纵向裂缝的主要原因;（1）水灰比超过了设计用量,水灰比过大,混凝土干缩量加大,产生干缩裂缝。

（2）工地采用插入式振动器振密,振捣过程出现过振现象,致使混凝土表面粗细集料离析靠近模板的混凝土表面细料集中,出现干缩裂缝造成底板渗水漏水。

（3）现场操作往往是等混凝土脱模后才开始养生,空心板顶面裸露在大气中,夏季最高气温达35e,加快了水份的蒸发,致使表面干缩裂缝。

（4）由于钢筋和混凝土膨胀率的差异,钢材的膨胀率大于混凝土的膨胀率,混凝土表面的拉力应小于钢筋膨胀所产生的应力,从而使混凝土表面拉裂。

桥梁工程预应力混凝土空心板质量通病及防治措施一、空心板上部病害1、铰缝损伤：铰缝损伤主要表现为铰缝混凝土松散、破碎、剥落以及铰缝构造钢筋断裂等，铰缝损伤到一定程度，引起对应位置的桥面铺装层出现纵向裂缝。

2、梁体结构损伤：主要表现为板底出现纵横向裂缝，通常中梁损伤较大，边梁损伤较小。

3、面铺装破损：铺装层破损现象非常普遍，主要有桥面破损、坑槽、以及明显的横向裂缝和纵向裂缝等。

4、损伤：主要表现为表层混凝土发生碳化、钢筋锈蚀、外露、以及混凝土保护层胀裂或剥落等。

5、支座其他损伤：空心板支座脱空、支座剪切变形等。

（二）空心板病害原因分析空心板梁的病害不是独立的，而是相互影响、相互制约的。

譬如最常见的病害支座脱空危害较大，支座脱空势必造成其他支座反力增大，超过支座承载能力，易引起支座本身的损坏；支座脱空会大大增加板梁横向弯矩，易引起板梁板底纵裂；支座脱空对铰缝的工作状况会产生不利影响，会加剧铰缝损坏，进而会形成单板受力，最终造成对板梁本身的损伤。

1、设计原因对铰缝的验算理论不完善，原设计中采用铰接板理论计算铰缝剪力较实际作用偏小忽略了铰缝与预制空心板接触面之间的粘结作用。

空心板铰缝破损引起的“单板受力”问题是空心板简支梁桥最常见同时也是最致命的病害。

在我国，目前还没有明确规定铰缝如何进行抗剪计算，在以往的计算中，通常是以将铰缝混凝土看作圬工材料，按圬工结构(《圬工规范》)直接受剪来计算铰缝抗剪强度。

由于《圬工规范》未考虑铰缝属于先后浇混凝土粘结，导致铰缝抗剪承载力计算值往往远远大于其设计值。

2、施工原因铰缝浅而窄，不利于铰缝混凝土的振捣，导致混凝土不密实，强度达不到要求。

板梁铰缝接触面混凝土未进行粗糙处理，或凿毛后没有清除松动混凝土块，从而降低了预制板与铰缝混凝土间的粘结强度。

铰缝混凝土浇注前，应将梁体侧面湿润，否则新老混凝土接触面粘结性能较差。

支座安装不平导致支座脱空，形成“三条腿”现象。

车辆通过时造成空心板的振动，使铰接缝混凝土处于很不利的受力状态，久而久之，铰接缝混凝土逐渐破碎脱落。

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。

空心板梁单板受力分析摘要：在道路桥梁建设中，空心板梁应用十分广泛，尤其是在中小跨径桥梁中，对道路桥梁安全起着关键性作用。

空心板梁具有施工简单、建筑高度低以及成本低等优点，但在实际应用过程中，由于其单板受力问题，会引起各种病害，危及桥梁安全，增加桥梁维修加固难度。

本文就对空心板梁单板受力进行分析，提出有效的应对措施，为使用空心板梁的桥梁安全提供保障。

关键词：空心板梁；单板受力；分析近些年来，随着我国交通运输行业的迅猛发展，各种道路桥梁工程也不断增加，道路桥梁安全成为人们关注的重点内容。

在空心板梁的应用中，受重载车辆增加、荷载趋化等因素的影响，容易引起空心板梁桥面铺装裂缝、铰缝破坏等形式病害，造成单板受力，降低桥梁使用的安全性。

因此，加强对空心板梁单板受力的分析，采取合适的防治措施，有着十分重要的现实意义。

一、某桥梁工程空心板梁单板受力情况分析（一）高速公路通道桥桥梁概况该桥梁中心桩号K16+642，桥梁全长35.04米，共3跨，分离式双幅桥，桥跨组合为3-10m。

桥面铺装为沥青混凝土，无伸缩缝，上部结构形式为预应力空心板梁（左右幅每跨各13榀梁），板式橡胶支座（每榀梁4支座），下部结构为双柱式桥墩和桩柱式桥台，设计荷载为汽－超20，挂－120级。

（二）空心板梁受力情况首先，桥面铺装受力情况，经受力检查后，该桥梁右幅桥面主车道位置通长纵向裂缝，伴有网裂现象，δ=1~2.5mm。

其次，上部结构受力情况。

经受力检查后，该桥梁R1-4～5#、R1-7#、R2-4～5#梁间铰缝存在通长渗水现象、局部渗泥；R3-4～5#梁铰缝墩顶位置至跨中处铰缝存在渗水现象；铰接缝对应桥面均有车辙、纵裂，重车经过未见铰缝有张开、梁体错位现象。

综上所述，说明该桥对应梁体存在单板受力趋势。

二、空心板梁单板受力病害特性与空间受力分析（一）空心板梁单板受力形成过程在中小跨径桥梁中，空心板梁的连接是通过现浇混凝土来企口缝铰接来实现的，在车辆行驶时，行车道板所受的荷载会向各横线板件进行传递，实现协同受力。

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。

预制空心板梁桥单板受力成因和防治措施作者：郭世顺来源：《科技与创新》2016年第05期摘要：普兰店市黑大线五里台桥的右半幅多处纵向开裂，出现了单板受力现象。

结合在桥涵的日常养护、维修和加固过程中对单板受力病害的认识，并依据该桥的实际情况，对预制空心板梁桥单板受力的成因和防治措施进行了分析和探讨。

关键词：预制空心板；单板受力；铰缝；桥面铺装中图分类号：U445.7 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.05.1291 桥梁概况和主要病害普兰店市黑大线五里台桥全长24.6 m，建于2002年。

该桥上部结构为1孔13 m钢筋混凝土空心板，下部结构为重力式桥台扩大基础。

桥梁设计荷载为汽-20、挂-100.桥梁铺装层右半幅纵向开裂，裂缝宽度为20 cm左右；桥梁中缝破碎开裂，7#～11#空心板间铰缝混凝土脱落严重，桥梁明显处于单板受力状态；技术等级评定为Ⅲ类。

2 单板受力特征和成因相邻的多块空心板利用铰缝的传力功能共同承担所受的力，横向分配是预制空心板梁桥上部结构受力的体系特征。

所谓“单板受力”，就是车辆全部荷载直接由单块空心板梁承担，使得铰缝部分丧失传力功能。

单板受力严重时会出现断板现象，导致空心板梁底板出现严重的弯曲裂缝。

2.1 单板受力形成致命病害的早期特征单板受力形成致命病害的早期特征有以下几点：①桥面铺装层铰缝处出现纵向裂缝。

②空心板梁底铰缝、勾缝处出现钙化吸附现象或钟乳状悬挂物，勾缝处长期渗水。

③相邻板错台严重（非设计构造及施工安装原因），板梁底勾缝脱落。

④支座失效或脱空。

⑤当重车过桥时，相邻的两块空心板形成上下错台，单块板明显下弯；待重车通过后，空心板又恢复到原始状态。

如果经常有重车通过空心板桥，则桥梁极易处于超负荷运行状态，从而加重单板受力现象，使病害不断扩大，弹性下弯逐渐形成永久性变形。

2.2 单板受力的成因单板受力的成因主要有以下几点：①超限运输。

超限运输是导致单板受力的主要原因之一。

102总534期2020年第12期（4月 下）0 引言“单板受力”是指在公路梁桥的梁板式桥中，由于桥板间的铰缝被剪断，导致桥梁上通行的车辆全部荷载不能通过铰缝进行传递。

若单板受力病害问题严重，桥面将会发生断板现象，桥梁的安全性能将无法得到保障，继而威胁到人们的生命安全。

1 空心板梁桥单板受力病害简述1.1 铰缝主要病害由于铰缝问题引发的桥梁病害有铰缝渗水、铰缝混凝土脱落、铰缝开裂以及板底白化、桥面坑槽、桥面沿铰缝有纵向裂缝、桥面沿铰缝塌陷、桥面坑槽、桥面纵向裂缝等。

1.2 空心板桥板底部裂缝空心板梁桥底部容易出现裂缝，随着运营时间的延长裂缝会变长增宽，桥底裂缝又可以划分为纵向裂缝和横向裂缝。

2 空心板梁桥单板受力病害形成原因2.1 车辆超载因素一般情况下，车辆通过梁板式桥时产生的荷载是通过桥上相邻的多块空心板利用铰缝的传力功能，多块空心板共同承担运输车辆的压力，横向分配原则通常是预制空心板梁桥上部结构受力的体系特征。

超载超限运输是引发空心板梁桥单板受力病害的重要因素之一。

当桥梁上通过的重载车辆较多时，不管其车辆是否出现严重超限的问题，亦或是桥梁长时间地处于超负荷运行模式，这些问题都会影响桥梁的寿命。

因为无论是超载或者超限都会促使桥梁空心板相邻铰缝间隙发生变化，主要表现为桥缝间的混凝土受到外力作用过大而遭到严重破坏，由此形成单板受力病害问题。

2.2 工程质量因素空心板梁桥工程施工质量差是诱发空心板梁桥单板受力病害的另一个重要因素。

例如：①在一些特小跨径的空心板桥梁建设过程中，若施工单位选用的铰缝配筋和混凝土的材料比较差，亦或是材料配比不合理，会使得桥梁铰缝间隙性能不稳定，桥梁质量无法得到保障；②桥梁在前期运行中没有发现任何问题，但是桥梁维护人员后期养护不到位，没有注意维护桥梁铰缝，使得空心板梁桥铰缝在后期长时间使用过程中受到破坏，也会诱发桥梁单板受力病害问题；③桥梁支座施工中，若出现个别支座脱空现象，直观地显示为“三条腿”的现象，那么这种空心板梁桥在重复受到各种运输车辆带来的荷载作用下，空心板振动由于受力不均问题，也会导致相邻空心板铰缝间的混凝土出现无法承受外力的作用，铰缝就会逐渐破碎脱落，从而诱发空心板梁桥单板受力病害。

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。