空心板梁橋改善橫向連接的加固方法研究

林美玉 南寧高速公路管理處

引言：裝配式空心板梁橋因技術(shù)簡單，安裝便捷，適用標準化生產(chǎn)等優(yōu)勢，在公路建設(shè)中成為一般中小跨徑橋梁的主力橋型。由于設(shè)計和施工技術(shù)等原因，工程界未能充分認識到橋梁的橫向力分布問題。該類型橋梁在實際運營過程中絕大部分出現(xiàn)鉸縫破壞、橋面鋪裝沿鉸縫開裂、單板受力等病害，針對該類型病害，工程界進行了許多有益的研究和探索，提出了多種改善橫向連接的加固方法，但這些方法中施工難度大、效果不理想、投資大。本文將在總結(jié)目前常用的加固方法的基礎(chǔ)上，提出橋面埋置鋼板的加固方法，該方法施工簡便、投資小，有較好的實用性。

一、背景

廣西開通時間較早的高速公路一般為水泥混凝土路面，高速公路橋梁大部分為空心板梁，通過十多年的運營，進入大修階段，既有高速公路需要進行路面加鋪改造（白加黑），改造中要求橋面裂縫不能反射到瀝青路面，需要重點改善空心板梁的橫向連接，加強橋梁結(jié)構(gòu)的整體性。因社會發(fā)展，高速公路的交通量不斷增大，從使用者優(yōu)先角度考慮，要求維修時不中斷交通、不改變交通方向、減少路面占用、縮短施工工期的意愿十分強烈。尋求一種施工便捷、交通影響小、成本低、工期短的加固方法十分迫切。

二、改善橫向連接的主要方法

目前用于改善橫向連接的方法有多種，按照施工部位將其分為四大類：橋面鋪裝加強；鉸縫加強；梁底加強；上部結(jié)構(gòu)重建。

（一）橋面鋪裝加強

通過橋面鋪裝加強橫向連接是在養(yǎng)護施工中最常用的一種加固維修方法，一般有更換橋面鋪裝、加厚橋面鋪裝、加密橫向鋼筋等方式。該方式重點在加強橋面鋪裝的荷載分配能力，使得各獨立的空心板梁形成共同受力的整體，該方法最大的弊端在于需要鑿除原橋面鋪裝，會對交通造成比較大的影響，尤其是整體更換橋面鋪裝和加厚橋面鋪裝的方案，需要單幅中斷交通，將不可避免造成高速公路的擁堵。

（二）鉸縫加強

鉸縫加強的方法主要有鉸縫灌膠和重做鉸縫等方法，其中鉸縫灌膠的應(yīng)用最為廣泛，鉸縫灌膠是將化學灌漿材料（環(huán)氧樹脂、聚合物）通過適當?shù)膲毫ψ⑷脬q縫縫隙內(nèi)部，通過調(diào)節(jié)配比控制灌漿材料的流動性能和凝固速度，使其填充密實并微膨脹固化，能有效改善橫向連接，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性能，該方法最大的優(yōu)勢在于施工便捷，不必破壞原有結(jié)構(gòu)，并且對交通影響小。

重做鉸縫需要對原有橋面鋪裝及鉸縫進行鑿除和清理，適當加大企口縫的深度和寬度，有條件時還會增加鉸縫位置的交叉鋼筋。該方法在實踐過程中，對結(jié)構(gòu)有較大的損傷，且該方法的有效性和質(zhì)量穩(wěn)定性存疑。同時施工時為保證鉸縫混凝土材料的凝固質(zhì)量，需要半幅封閉交通，對交通影響較大。

（三）梁底加強

通過梁底進行加強時一般會很大程度上改善結(jié)構(gòu)受力，該方法重點就在于加強梁板之間的橫向聯(lián)系，需要梁體結(jié)構(gòu)進行改進，一般在橋面下施工，施工時需要搭設(shè)施工支架，并部分時段中斷交通，對交通的影響很大，維修成本較高，不具有很好的推廣意義。

（四）更換上部結(jié)構(gòu)

將上部結(jié)構(gòu)進行全部和部分更換，可以很好的解決淺鉸縫破壞、單板受力的問題，更換上部結(jié)構(gòu)效果好，但是造價高、對交通影響極大，一般情況不推薦使用。

三、橋面埋置鋼板

通過上述可知常用的加固方法有各自的優(yōu)勢，但針對通車高速公路的養(yǎng)護作業(yè)均存在明顯缺點。實際養(yǎng)護工程中，急需找到一種投資小，施工簡便，交通影響小的加固方案，結(jié)合工作實際情況，提出一種新型的橋面鋪裝加強方法（橋面埋置鋼板）。

具體過程要求如下：

（一）放樣開鑿

嚴格按照鉸縫中心線放樣，鉆孔植筋和埋置鋼板均以鉸縫中心線為基準對稱布置，鑿除橋面鋪裝時需要小心謹慎，不得對原橋梁結(jié)構(gòu)造成損傷，開鑿槽口尺寸為100cm×30cm×5cm，槽口底面需打磨光滑并清洗干凈，方便粘貼鋼板。清洗底面不能用水，建議用丙酮或無水酒精。

（二）粘貼鋼板

植筋鉆孔直徑20mm，深度25cm，要求鉆孔定位必須準確，不得鉆穿梁板，鉆孔前需進行鋼筋定位，遇到鋼筋時要避開，不能打斷原有鋼筋，吹風清孔干凈后植筋，安裝鋼板前，對橋面鋪裝的裂縫進行灌漿和封閉處理，安裝鋼板并加塞墊片擰緊螺栓。

（三）灌膠

鋼板封閉嚴實，坡口45°角，等待封邊膠凝固后，穩(wěn)壓緩慢灌注粘鋼結(jié)構(gòu)膠，灌注膠凝固并經(jīng)檢驗合格后，橋面鋪裝槽口采用M40砂漿填平恢復(fù)，并在表面進行拉毛處理。

可以看出，該方法工程量較小，施工難度不高，工期短，對橋梁結(jié)構(gòu)影響??；可分車道進行施工，不需要封閉交通，交通影響??；整體成本較低。該方法已用于高速公路的橋梁加固施工中，部分橋梁加固7年后，情況依然良好，表明該方法能有效改善空心板梁橋的橫向連接。

結(jié)語：高速公路的舊橋維修加固中，空心板梁的橫向連接一直是重點關(guān)注對象，選取常用的橫向連接的維修方法，從施工便捷程度、對原結(jié)構(gòu)損傷大小、交通影響、費用等方面進行對比分析，有較多優(yōu)勢，通過工程實踐，在高速公路白改黑的大修中，推薦橋面埋置鋼板改善橋梁的橫向連接，該方法工程實踐案例表明方法有效，對以后的公路橋梁改善橫向連接，尤其是大修時需要加鋪瀝青層的橋梁維修具有一定的借鑒參考價值。