簡介： 橋梁單板受力原因及預防措施
關鍵字：道路橋梁 受力 板
分析的橋梁單板受力的一般規律為：1、由于重車車速慢，很少占用超車道，使行車道部分的開裂頻率遠大于超車道部分。2、重輪直接作用在梁板導致位于行車道輪跡部位的梁板更容易產生單板受力。3、實心板比空心板更容易出現單板受力。這是由于實心板的梁高通常比空心板小，鉸紋受剪面積也小，在輪載相同的情況下，剪切作用更為明顯。4、跨徑小的橋梁發生單板受力的幾率更高。因為跨徑小，梁高小，鉸縫受剪面積小，故剪切效應更為顯著。5、橋面滲水者不不滲水者更容易發生。這是水分和除雪滲鹽對混凝土的腐蝕作用所致，尤其使冬季的凍融作用，也有些情況是先剪裂以后才引起滲水的。6、橋面鋪裝層較厚者單板受力較少，它得益于輪載傳力面積的擴散效果。7、水泥混凝土的抗剪能力遠大雨瀝青混凝土，對應敵的擴散作用較大，在橋面厚度相同的情況下，水泥混凝土鋪裝比瀝青混凝土要好些。8、支座頂為濕接頭(即現澆混凝土)的優于預制梁板直接壓設在橡膠支座上的。每塊預制板通常都設四個支座，施工中很難保證四個支座受力完全一致。橡膠支座上有一個較大的接觸面，施工時即使是同一支座，也難以保證接觸面全面與梁板底面緊密接觸，造成受力不勻，給梁端受剪留下隱患。
形成單板受力的原因分析：從根本上說，作者認為，是由于板間絞縫被剪斷所致。其產生的原因可以從設計、施工和使用三個方面來分析。其中使用方面的原因即車輛等的荷載超過設計值，尤其是集中荷載(例如車輛的單側輪組)嚴重超過設計標準。作者著重從設計和施工方面進行分析：1、設計方面的原因：車輛超載是產生單板受力的主要原因所在，但從設計角度來看，為什么在已出現單板受力的橋梁中，預制空心板頂板被壓碎的情況卻極少發生?這至少說明絞縫部位在設計方面的安全儲備遠低于頂板的設計。目前常用的預制板設計，一般都存在以下缺憾：(1)絞縫的形式不夠合理。例如梁端一定范圍的絞縫寬度只用1cm，如果再加上梁板預制和安裝就位時的誤差，使得絞縫的澆注質量難以保障。另外，在跨中部位的絞縫形式也不盡合理，其抗剪效率不夠理想。(2)設計中沒有慮及絞縫混凝土自身的收縮作用，沒有足夠重視新舊混凝土間粘結力的弱化作用。(3)絞縫鋼筋布置太少，頂板連接鋼板抗力不足。(4)絞縫設計理論不夠完善，難以真實體現梁板間的實際受力狀況。從荷載的橫向分配理論可知，設計理論是按鉸接形式對單個荷載進行合格鄉分配的，但實際受力卻介于鉸接與剛接只，制約因素與絞縫的斷面形式和施工質量有關。2、施工方面的原因：預制梁板的單板受力與施工質量有著密切的關系，因為在同一條路線、同一種結構形式的橋梁，有地發生單板受力，有的卻沒有發生，便足以說明這一問題。在施工時一般應注意如下幾個問題：(1)預制板側面應認真鑿毛，并仔細清除由于鑿毛而產生的松動混凝土塊，以增強新舊混凝土間的粘結和抗剪能力。(2)絞縫混凝土澆注前，應對梁體側面進行灑水濕潤，以保證新舊混凝土間的良好結合。(3)絞縫混凝土務必灌滿震實，并進行必的養護。(4)最好能夠使用防收縮或微膨脹水泥澆注絞縫混凝土。(5)梁板吊裝時，要密切關注支座受力的均衡性，切忌支座懸空。(6)絞縫混凝土未達到設計強度前，嚴禁在橋上行駛車輛等重型荷載，以免使絞縫產生內傷。
預防單板受力的措施：解決問題的宗旨應在于防患于未然，因此應從設計方面入手，采取必要的預防措施。作者認為，除了規范運輸以外，從以下三方面考慮，便可基本消除單板受力的弊端：1、對于小跨徑的橋梁，盡量設計成整體現澆結構。2、在預制板的跨中和兩端設計橫隔暗梁，以加強相鄰梁體間的聯結作用。絞縫響應部位的鋼筋也須予以加強。3、對預制板橫向預應力筋。因為預制板(多數為空心板)的跨徑一般讀在20m以下，所以橫向預應力筋的設置一般只在跨中和兩端共設三道即可。其中兩端的橫向預應力筋，除了加強絞縫的抗剪能力外，尚有克服支座不均勻變形方面的的作用。但對于現澆接頭的一端，因為支座受力基本一致，如果不會出現支座本身質量問題的話，不設橫向預應力筋也可以。絞縫的抗剪強度除了混凝土質量以外，在很大程度上取決于新舊混凝土間的粘結力和摩阻力，，其中摩阻力=垂直力×摩阻力系數，由此可見，設置橫向預應力(即上式中的垂直力)可以大大增強絞縫的抗剪強度。另外，橫向預應力的作用還有助于提高絞縫混凝土本身的抗剪能力，對絞縫混凝土本身的收縮也極為有利(預應力筋本身也具有一定的抗剪能力)。因此，設置橫向預應力即抓住了問題的關鍵。增加橫向預應力后，可能會改變活載的橫向分布模式，但這種改變是向固結方向的偏移，即有利于提高橋梁的總體承載能力。以預制空心板為例，增加橫向預應力后，如果按橋梁頂寬13.5m計，每道預應力所增加的費用約為2000元，投資增加比重較小。
設置預應力應注意的事項：1、設計應注意的事項：(1)設計位置宜選在跨中，伸縮縫兩側是否設置應酌情考慮。(2)對于斜交角度不大的橋梁，預應力軸線宜垂直于跨中線。但對于斜交較大的橋梁(例如斜交300~450)，則預應力方向應服從于伸縮縫方向(即與伸縮縫年平行)，封錨突塊就會變的較大。(3)在預應力位置，空心板的內腔必須設置橫隔板，用于承受預應力，并向相鄰板塊傳遞預應力，防止側板在錨頭處被壓破。(4)預應力的預留孔道應適當放大，以便施工操作。(5)空心板的側面在絞縫處不必進行特殊設計，也沒有比喲設置孔道連接件。2、施工應注意的事項：(1)管道定位必須準確，以防穿束困難。(2)由于空心板的內腔被預應力隔板隔斷，故如果采用充氣膠囊做內模，則每片梁必須用兩個膠囊，并應在端隔板預留一個孔洞，用于放氣抽出膠囊。(3)澆筑絞縫混凝土前，應有凝固在絞縫處形成孔道的可靠措施，例如使用小型充氣膠囊。(4)預應力張拉采用單端張拉。由于預應力筋較短，故務必保證張拉質量，防止出現假錨現象。(5)由于橫向預應力為后張法而錨頭外露，故應采取嚴密措施保證封錨頭外露，故應采取嚴密措施保證錨混凝土的外觀質量。