淺談梁板鉸縫的施工控制以及對梁板受力的影響

到交通工程建設(shè)現(xiàn)場參與學(xué)習(xí)以及監(jiān)督檢查的過程中不難發(fā)現(xiàn)，其中一些中小橋的梁板鉸縫施工缺陷較為普遍地存在著，在一些交通工程的缺陷責(zé)任期滿后的檢查中，這一問題也較為突出。

由于鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土的簡支梁結(jié)構(gòu)以及先簡支后連續(xù)梁體結(jié)構(gòu)性能好，施工技術(shù)成熟，在橋梁施工中得到了較為廣泛的應(yīng)用?？招陌甯蚱渥灾剌p、施工方便、可大批量工廠化預(yù)制等諸多優(yōu)點而普遍應(yīng)用于中小橋施工中。但是，有些施工單位因?qū)α喊孱A(yù)制和安裝的某些環(huán)節(jié)重視程度不高，對于安裝梁板以后鉸縫的施工更是不放在心上；加之近些年來，隨著城鄉(xiāng)間不斷增加的交通流量以及超限運輸?shù)膶医恢?，橋梁在運行過程中梁板的鉸縫處經(jīng)常有著不同程度的損壞。橋梁上部出現(xiàn)了縱向裂紋，較為嚴(yán)重的就形成了單板受力的情況，橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性被嚴(yán)重破壞，大幅降低了橋梁的整體承載力以及結(jié)構(gòu)耐久性，同時給安全行車留下了隱患。

一、橋梁梁板鉸縫失效的原因分析

目前公路工程建設(shè)中，裝配式中小型橋梁是以鉸接板理論計算進(jìn)行設(shè)計的?！般q”主要是橫向受力、傳力的結(jié)構(gòu)部分，同時也必須承受豎向的剪力作用。所以 “鉸”必須具有足夠的強度，才能承受梁板相互間存在的頻繁的剪切作用以及轉(zhuǎn)動位移對其產(chǎn)生的荷載?？梢?，鉸縫混凝土本身等級、原材料質(zhì)量對橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性具有十分重要的影響。然而，在實際的設(shè)計與施工過程中，梁板鉸縫的質(zhì)量往往被大家所忽視，導(dǎo)致在橋梁投入運行的過程中，因鉸縫設(shè)計的不夠合理、鉸縫混凝土的澆筑振搗不力、施工質(zhì)量差、不夠重視新老混凝土間的粘結(jié)力、鉸縫鋼筋布置數(shù)量不足、橋梁橫向抗剪能力弱、橫向傳遞荷載能力較差等原因，使得橋梁在運營過程中，遭受重載車輛荷載反復(fù)作用下，梁板間鉸縫受力過大，出現(xiàn)縱向裂縫和單板受力的現(xiàn)象，引起鉸縫處混凝土剝落、引起雨水下滲甚至更嚴(yán)重的后果。鉸縫失效的主要原因一般有以下幾點：

1、鉸縫新老混凝土間粘結(jié)力差

鋼模板早已在橋梁混凝土澆筑施工中被廣泛應(yīng)用，澆筑成型的梁板表面光滑。在施工過程中，施工單位往往對于梁板鉸縫鑿毛這一看似不大的問題不夠重視，質(zhì)量意識不強。那么假如在澆筑鉸縫混凝土之前，未能對梁板鉸縫位置的光滑混凝土壁面進(jìn)行有效細(xì)致的鑿毛處理，就將會因為新老混凝土之間不能夠產(chǎn)生有效粘結(jié)力，而大大削弱橋梁預(yù)制梁板與鉸縫混凝土之間的聯(lián)結(jié)。經(jīng)過一段時間后的車輛通行、雨水沖刷，還會造成鉸縫的剝離、脫落，從而使鉸縫傳荷失效，整體受力性能消失。

2、鉸縫混凝土澆筑不密實

橋梁預(yù)制梁板間的鉸縫一般都較狹窄，在進(jìn)行鉸縫混凝土澆筑，振搗不易操作，漏振區(qū)混凝土難以確保密實。而鉸縫作為梁板間聯(lián)結(jié)的紐帶，本身其所受的應(yīng)力情況就很復(fù)雜。鉸縫混凝土不密實形成內(nèi)部空洞，受力時則加劇形成了應(yīng)力集中的問題，導(dǎo)致鉸縫開裂。

3、鉸縫受剪力作用截面小

橋梁預(yù)制梁板間，通過鉸縫來相互傳遞剪力，形成整體受力結(jié)構(gòu)。當(dāng)鉸縫的受剪截面過小時，就會因抗剪強度不足而破壞。橋梁上部大部分剪力由橋面鋪裝來承擔(dān)，而橋面鋪裝層一般為80-120mm的厚度，抗剪能力較弱。雖然鉸縫處鋪裝層內(nèi)一般都設(shè)有板頂預(yù)埋鋼筋搭接，但混凝土結(jié)構(gòu)截面過小還是容易開裂。

4、汽車超載現(xiàn)象普遍存在

隨著城鄉(xiāng)間交通流量不斷增加，汽車超限運輸?shù)默F(xiàn)象相當(dāng)普遍，許多橋梁因此受到損壞。超載使汽車軸重大幅增加，橋梁梁板間需傳遞的剪力隨之大幅增加，絞縫以及橋面因無法承受如此大而頻繁的剪切作用而破壞。

二、鉸縫失效的過程以及產(chǎn)生的后果

橋梁梁板鉸縫失效會經(jīng)過一個過程，先是出現(xiàn)鉸縫微裂縫，然后微裂縫逐漸擴(kuò)大形成通縫，通縫慢慢導(dǎo)致橋面鋪裝層開裂，然后裂縫沿鉸縫縱向擴(kuò)展。此時，因為斷裂面上集料的嚙合作用還能夠傳遞剪力，所以裂縫的出現(xiàn)并不意味著鉸縫間傳遞荷載立即失效。但隨著荷載的繼續(xù)作用，裂縫處相互磨擦，粗糙斷裂面慢慢磨平且逐漸變寬。而雨水里一般均含有酸性物質(zhì)，當(dāng)雨水滲入帶著磨出的細(xì)粉末，沿著鉸縫裂縫流下，這就加速了斷裂面的磨蝕，。我們常能在檢測中發(fā)現(xiàn)，橋梁梁板下方鉸縫處有白色物質(zhì)，這就是磨出并被腐蝕的粉末。從裂縫的出現(xiàn)到無法傳遞剪力，是鉸縫傳遞荷載開始失效到完全失效的一個過程。

橋梁梁板間設(shè)置鉸縫的目的是為了橫向傳遞剪力，以達(dá)到使荷載呈橫向均勻布置的目的。減小單片梁板的受力，并使梁板結(jié)構(gòu)整體形成一個受力面。如果鉸縫失效，增加了單片梁板的受力，甚至形成單板受力，從而易引起橋梁上部結(jié)構(gòu)梁板的損壞，大大縮短橋梁使用壽命。

三、確保鉸縫澆筑施工質(zhì)量的控制措施

由于橋面防水混凝土一般較為單薄，且容易出現(xiàn)強度不足的問題，只要求該部分鋼筋進(jìn)行綁扎往往不足以有效地加強了各梁板間的橫向連接。設(shè)計單位設(shè)計時應(yīng)要求對鉸縫頂部橫向連接鋼筋壓彎到位，并進(jìn)行焊接。在設(shè)計有橫向鋼板連接時，要求施工單位必須對預(yù)埋鋼板的位置進(jìn)行認(rèn)真放樣和固定，不但要保證水平位置準(zhǔn)確，還要保證豎向位置的準(zhǔn)確。焊接時，嚴(yán)格控制焊縫長度和焊接質(zhì)量。

梁板預(yù)制時嚴(yán)格鉸縫內(nèi)鋼筋的預(yù)埋質(zhì)量，特別要注意其位置和外露長度必須達(dá)到設(shè)計要求。施工單位要加強內(nèi)部質(zhì)量培訓(xùn)和管理，嚴(yán)格鋼筋的綁扎質(zhì)量，拆模以后及時剔出錨固鋼筋，鉸縫鋼筋剔不到位絕不允許進(jìn)行吊裝。、在進(jìn)行鉸縫鋼筋的綁扎時因空間太小，施工困難，在施工時應(yīng)根據(jù)設(shè)計的要求在梁板上面將鉸縫縱向骨架鋼筋扎好以后再到鉸縫里與錨固鋼筋再進(jìn)行綁扎，以確保改善梁板間的橫向連接。

橋梁梁板鉸縫混凝土的施工質(zhì)量容易被部分施工單位人員忽視，梁板側(cè)面的鑿毛也常不到位。應(yīng)對橋梁板梁鉸縫鑿毛的問題引起足夠重視，待板梁混凝土達(dá)到一定強度后進(jìn)行鑿毛，以利于新老混凝土的粘結(jié)，確保鉸縫連接質(zhì)量符合要求。且鉸縫混凝土的強度與梁體應(yīng)是一致的，在施工中應(yīng)嚴(yán)格按配合比進(jìn)行，由于鉸縫寬度和深度都較小，要注意保證振搗密實。另外，由于工期等原因，常常在鉸縫混凝土澆筑結(jié)束后的很短時間內(nèi)就開始綁扎橋面鋼筋的工作，容易導(dǎo)致鉸縫混凝土的養(yǎng)生不到位，鉸縫的過早出現(xiàn)開裂。在已發(fā)生單板受力橋涵的現(xiàn)場，可以清楚的發(fā)現(xiàn)，許多鉸縫混凝土強度不足，甚至完全松散。其實，可以將鉸縫混凝土的澆注施工作為一個單獨工序進(jìn)行專門的監(jiān)督和管理。從開工前的報驗，到澆注過程的質(zhì)量控制，再到完工后的檢查驗收，都要嚴(yán)格按監(jiān)理程序執(zhí)行，并要求做好混凝土澆灌后表面的清理及養(yǎng)生工作。

四、 結(jié)束語

近年來隨著我國公路交通運輸事業(yè)的不斷發(fā)展，橋梁的運營質(zhì)量顯得尤為重要，必須給予高度的重視。在橋梁施工過程中要更加重視梁板的安裝質(zhì)量，特別要重視梁板鉸縫的施工質(zhì)量，使梁板間橫向連接有效，以保證橋梁受力均勻性、整體性，確保橋梁營運期間的耐久性、安全性。