簡支梁橋橋面病害成因分析及處治措施
2012-07-31 來源：中國公路網(wǎng)
簡支梁橋因構(gòu)造簡單、施工方便、受力明確、養(yǎng)護維修簡單等特點被廣泛應用于各等級公路建設中。20世紀70年代末，有人提出了“簡支梁橋橋面連續(xù)”的想法，即在相鄰兩跨簡支梁橋之間不設置專門的伸縮裝置，而是將橋面鋪裝連為一體，既保留了原簡支梁的特點，又能保證行車的平穩(wěn)、舒適，發(fā)揮連續(xù)梁橋的優(yōu)越性。
一、橋面連續(xù)的常見形式
對于簡支板橋面而言，橋面連續(xù)是在橋面鋪裝混凝土中設置連續(xù)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)跨越相鄰兩梁板端接縫一定距離，并在接縫處墊鋪塑料膜和設置假縫，將橋面混凝土鋪裝層在一定范圍內(nèi)與板端隔開，使梁端處的變形由這一整段鋪裝層來承擔，從而減少混凝土鋪裝層中的拉應力。
對于肋板式簡支梁橋而言，首先是把梁端頭處的橋面板用鋼筋連起來，連接鋼筋在一定長度范圍內(nèi)用玻璃絲布和聚乙烯膠等包裹，使其與現(xiàn)澆混凝土隔開，達到“無粘結(jié)”的目的，梁端之間的變形由這段范圍內(nèi)的分布鋼筋來承擔，另外在橋面鋪裝混凝土中設置鋼筋網(wǎng)，使整個橋面鋪裝形成連續(xù)構(gòu)造。
橋面連續(xù)的常見病害及成因簡支橋橋面連續(xù)位于主梁變形最大的部位，要承受梁體的轉(zhuǎn)動和梁體的伸縮引起的變形，加上由于相鄰橋孔出現(xiàn)的橡膠支座彈性壓縮不同步而引起的錯動變形，致使橋面連續(xù)處的受力復雜，容易在投入使用后不久便出現(xiàn)開裂、破損等病害。
設計原因鋼筋布設太密集。一般設計往往不對橋面連續(xù)進行專門的受力計算，而是根據(jù)經(jīng)驗布設鋼筋網(wǎng)，導致橋面連續(xù)處的鋼筋布設密集，加上橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)有3～4層鋼筋網(wǎng)，由于橋面鋪裝薄，鋼筋間距小，導致混凝土粗細骨料無法攪拌均勻，鋼筋網(wǎng)下多為砂漿，使混凝土強度出現(xiàn)不均，車輛通行后容易產(chǎn)生裂縫和破碎。
鋼筋沒有形成骨架。連續(xù)處的縱向鋼筋沒有固定，鋼筋網(wǎng)沒有形成骨架，施工時鋼筋容易位移、變形，就會形成局部素混凝土，使此處的抗拉、抗壓和抗彎能力大大下降，容易產(chǎn)生裂縫和破碎的病害。
在梁端接縫處鋪墊塑料膜，在鋼筋和混凝土施工過程中容易破損，導致混凝土下漏到梁端縫隙里，使連續(xù)處混凝土形成空洞，受到車輛的碾壓后容易破損。
設計中在縱向鋼筋外包裹玻璃絲布和聚乙烯膠等，以便鋼筋與混凝土“無粘結(jié)”。而實際由于公稱直徑為16m m的Ⅱ級鋼筋，其螺紋外徑有17.5m m，內(nèi)徑為15m m，相差2.5m m，只依靠外面包裹玻璃絲布和聚乙烯膠無法消除鋼筋的螺紋，無法消除鋼筋與混凝土的摩擦，達不到“無粘結(jié)”的目的。
施工原因施工時，施工人員直接站在鋼筋網(wǎng)上，將混凝土直接傾倒在鋼筋網(wǎng)上，容易造成鋼筋網(wǎng)彎曲、變形和位移，同樣形成局部素混凝土現(xiàn)象，容易破碎和產(chǎn)生裂縫。
為了提高連續(xù)處的耐久性，往往會在連續(xù)處使用聚丙烯和環(huán)氧等高強度混凝土。而施工過程中，施工單位對此類高強度混凝土的配比、原材料、施工過程等控制不夠嚴格，導致連續(xù)處質(zhì)量無法保證。
鋸縫太晚也是造成橋面連續(xù)開裂破損的一個重要原因。如果鋸縫晚，溫差變化、車輛震動等引起的梁體伸縮、變形而產(chǎn)生的應力得不到及時釋放，會造成連續(xù)處混凝土開裂。
二、橋面連續(xù)病害的處治方法
優(yōu)化設計針對橋面連續(xù)建立模型，進行專門的計算，對連續(xù)處的配筋、材料等進行優(yōu)化，尋求更為科學合理的配筋和材料。
對橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)中的鋼筋布置做部分調(diào)整。將傳力鋼筋由Ⅱ級螺紋鋼改為Ⅰ級光圓鋼筋，并適當加大鋼筋間距。
將兩端接縫處鋪墊的薄膜改為具有一定強度的3～5mm的橡膠板，以免在施工過程中損壞。
提高連續(xù)處混凝土設計強度，可以使用鋼纖維混凝土、聚丙烯混凝土或者環(huán)氧混凝土，提高連續(xù)處混凝土的抗拉強度，防止連續(xù)處早期開裂。
控制施工質(zhì)量嚴格按照設計圖紙控制鋼筋網(wǎng)格尺寸，并用混凝土預制塊將鋼筋網(wǎng)墊至設計高度，保證混凝土粗骨料能夠均勻進入。
混凝土澆筑過程中，宜使用插入式振動棒多次振搗，待混凝土表面有均勻氣泡為宜，保證連續(xù)處混凝土澆筑密實無空洞。
保證原材料質(zhì)量。應對各種原材料進行質(zhì)量鑒定，嚴格按照設計配比進行混凝土配制和加入鋼纖維、聚丙烯等。
控制鋸縫時間。夏季宜在混凝土澆筑完成后24～48小時內(nèi)完成鋸縫，冬季宜在36～60小時內(nèi)完成，防止連續(xù)處混凝土因溫差變化而開裂。
簡支梁橋橋面連續(xù)經(jīng)過實踐證明有其優(yōu)越性和使用價值，但因設計和施工等各方面的原因?qū)е逻B續(xù)處開裂破損。只有經(jīng)過不斷的試驗總結(jié)，尋求更為合理的設計思路和施工工藝，才能避免連續(xù)處的病害形成，對現(xiàn)有中小跨徑簡支梁橋具有很大的使用價值。
