高速公路橋梁鉸縫相關問題探究

張歡歡

摘要：當公路設施投入到實際運用中時發現其部分構造物預制板鉸縫出現了損壞問題，且部分損壞情況十分嚴重，基本上出現了單板受力現象。本文首先分析了導致高速公路橋梁鉸縫的損壞因素，然后提出了有效的預防措施。

關鍵詞：高速公路;橋梁鉸縫;損壞;預防措施

前 ?言

高速公路橋梁的特點在于車速快，流量大，對橋梁的沖擊力大;很多高速公路是交通要道，一旦封橋將造成嚴重堵車，甚至周圍地區交通陷入中斷狀態。這些特點給橋梁的定期檢查和養護維護造成了困難。因此，總結高速公路橋梁的病害特征對橋梁的養護、維修和加固都具有重要意義。

一、高速公路橋梁鉸縫破壞的不利影響分析研究

當發生單板受力情況后，將會導致預制板的承載能力大幅度減小，而撓度不斷變大。這則顯示出一般負載作用情況下，預制板超出了直線狀態，而正彎矩處就很容易出現裂縫，并且裂縫會受交通運行量增多、時間延遲等因素影響而變得更為嚴重。最常見的則是梁板內鋼筋在有害介質的侵下出現銹蝕，由此降低了混凝土材料使用性能，導致梁的剛度達不到工程需要，縮短了高速公路橋梁的使用期限。隨著時間的推移，單板受力狀況的危害性也則不斷增大，其涉及范圍將更為廣泛，給車輛行駛造成潛在的安全隱患。

二、導致高速公路橋梁鉸縫破壞的原因分析研究

1.設計環節

設計階段是整個施工的重點，設計方案的科學性直接影響了施工質量。當前其存在的問題主要包括了：①鉸縫結構。在設計構造物上部梁板時，選擇的鉸縫結構尺寸不達標，斷面變化小，板間橫向聯結力弱，使得鉸縫與預制板難以固定而引起裂縫。②橋面鋪裝。橋面鋪裝不僅能夠防止主梁主體部分的行車道板免受損壞，還能避免板梁遭受雨雪的侵蝕，能夠分散橋梁的承載負荷。但設計中，常由于設置橋面超高、預制板設置預拱度不當等導致局部鋪裝厚度不夠;此外，鋪裝鋼筋直徑過小、間距過大等問題，都會影響到鋪裝的抗拉性能，使得橋梁的剛度降低。③結構計算。對于結構受力預期計算與具體施工部一直，橋梁結構的安全系統達不到要求;在結構設計過程中沒有將施工方案相結合起來。

2.運輸環節

一般情況下，設計荷載標準決定了橋梁的承載能力。但受到時間的影響，我國社會車輛總數不斷增加，且汽車內部構件的重量在增大，尤其是許多大型集裝箱運輸的運用，使得公路運輸對橋梁性能要求更高。當前的交通結構在使用時常常會受到些重車、大型車輛破壞的載重遠遠超過橋梁承載能力，對構造物十分嚴重。

3.公路性能

高速公路自身也是導致橋梁裂縫出現的因素，高等級公路會導致行駛車輛行駛軌跡逐漸具有一定的規律性，使得行車道上的板梁需要反復承載著不同的荷載，長時間下去則會造成預制板鉸縫疲勞破壞。此外，受到地震、滑坡、撞擊等意外事件的影響，橋梁根基會逐漸下降，上部結構則出現附加應力，損壞了橫向聯接或板件。

三、避免高速公路橋梁鉸縫破壞的方法分析研究

1.規范橋梁設計

為滿足當前不斷增大的交通流量需要，在設計環節中必須要規范各種結構的設計工作。并根據公路橋梁的具體情況及時調整，尤其是對于承受荷載在不斷增加的橋梁，更應該增大其設計的承載能力。

2.保證受力達標

對橋梁行車道板設計計算過程中應該綜合分析防水混凝土鋪裝參與行車道板的受力，這在理論研究中兩種受力是一致的，但從具體施工狀況可知，防水混凝土鋪裝層與行車道板的粘結是難以相互符合的，在施工操作中發現防水混凝土鋪裝層很難和行車道板聯結成整體共同受力。這就需要設計人員設計計算橋梁行車道板過程中做好受力分析，最好排除防水混凝土參與行車道板的受力。

3.構建防水體系

橋面防水體系的加強能夠維護橋梁的使用性能，當行車道板屬于空心板時，無論簡支結構或連續結構，都需要在橋面混凝土鋪裝層頂面布置一道防水層，防水層多數采用 3mm的瀝青粘層。對縱橋向需于護欄底座、瀝青混凝土的連接處布置土盲溝，寬度為 10cm，其高度和瀝青混凝土厚度一致。通過構建這樣的防水體系能夠保證橋梁受到滲水影響。

4.增強抗剪能力

在設計環節可根據具體情況增加鉸縫的結構設計尺寸，且行車道板的側面需成毛面，使行車道板內的鋼筋伸入鉸縫內，可根據情況添加鉸縫鋼筋，鉸縫在順橋向中需持續焊接鋼板，間隔在150cm 左右 ， 鋼板厚度10mm，從而使得行車道板的橫向聯結加強。

5.加強混凝土方面的施工措施

首先，考慮行車道板的撓度及其它因素的影響，在施工完成后橋面防水混凝土的最小厚度必須保證不小于 8cm，保證其有足夠的剛度和強度，提高抗變形能力;同時還可以在鋪裝層內設滿幅鋼筋網，鋼筋網直徑不小于 12mm，間距宜設為 8～10cm，梁體頂面預埋伸出的抗剪錨筋并與鋼筋網綁扎或焊接，以增加鋼筋網的抗拉性能和橋面鋪裝的抗剪能力;另外可以在混凝土鋪裝層中摻加適量鋼纖維，鋼纖維在混凝土中形成亂向分布的三維網狀結構，能抑制混凝土的干縮，且其抗折疲勞能力大幅提高，防止疲勞裂縫產生，從而為主體結構的穩定提供了保障。

四、減少高速公路橋梁病害發生的建議

引起橋梁病害的因素涉及到設計、施工、使用和管理養護等各方面，而且因為橋梁的結構類型、跨度、環境和使用條件不同而各不相同。要減少病害的發生，就必須從上述各方面入手，有針對性地采取對策。 國內在設計方面常因為工期或經濟方面的原因在方案設計時投入的精力不足，對很多關鍵問題缺乏研究，為橋梁的病害埋下了病根。一方面是結構設計不合理，對結構體系缺乏仔細的研究和優化，結構細節構造粗糙，材質要求低。另一方面是計算和設計不完善，如設計安全系數不恰當，進行有限元分析時對結構邊界條件和傳力路徑認識不清除，對施工方法、順序和施工荷載等結構成橋性能的影響認識不夠等。很多橋梁病害經常與施工質量低劣有關，典型的問題有鋼筋保護層不足及目前廣泛存在于施工現場的嚴重的構件開裂、混凝土蜂窩、麻面、露筋等問題，其主要原因包括：水泥選用、混凝土配合比、振搗、養護不當及預應力施加不合理等。這些施工上的缺陷雖然短期不會對橋梁的正常使用產生明顯的影響，但卻會對結構的后期使用和長期耐久性產生非常不利的危害。車輛超載是我國公路運輸中較為普遍的現象。橋梁的超載一方面可能會引發疲勞問題，加大疲勞應力幅度、加劇損傷，甚至會出現一些超載引發的結構破壞事故。

五、結束語

綜上所言，提高高速公路在交通事業中的使用性能，必須要正確處理好橋梁鉸縫問題。施工建設單位應該在設計、施工、檢測等多個環節中把握施工質量，確保施工過程順利進行。

參考文獻：

[1]王永平.鋼筋混凝土結構極限狀態實用計算[M].北京：人民交通出版社，2004.