重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：早期修建的公路桥梁已经无法满足运营要求，需要进行加固改造，目的是恢复桥梁的使用性能及延长其使用年限。本文以茶园立交主线桥(K18+706)为例，重点介绍简支空心板桥加固改造的方法及设计要点，简要叙述其施工方法。
关键词：简支空心板；病害；加固改造
一、引言
装配式板桥常见的病害主要有支座、桥面铺装、板间连接三大类。这些病害的发生，往往不是孤立的，它们互为诱导因素，相互作用，导致病害的进一步加剧。空心板之间的铰缝无法对弯矩进行传递，只能对剪力进行传递。桥梁空心板铰缝主要指模拟铰的受力状态，通过交叉钢筋进行连接，然后用混凝土进行灌注。一般混凝土的收缩性均较强，因为不能和预制梁板进行有效结合，因此当桥梁空心板遭受振动作用时，铰缝内的混凝土便常会出现脱落现象，进而使桥梁外观质量受到影响。
二、工程概况
茶园立交主线桥(K18+706)位于重庆市内环快速路上，是连接童家院子与界石的重要交通要道。茶园立交主线桥(K18+706)为一孔20m装配式预应力混凝土空心板桥，空心板采用40号混凝土，单块板宽为1.24m，左幅板高为0.92m，横截面为12块空心板组成，右幅板高为0.90m，横截面为15块空心板组成。设计荷载公路I级，桥梁分为左右两线，右线桥长32.50m，桥面宽度为19.95m，左线桥长28m，桥面宽度为16.76m。
三、典型病害总结
行车方向为南岸至南川，分为左、右幅，并以前进方向将桥梁各个结构部件依次编号为：
1）桥梁墩台：0#桥台、1#桥台。
2）支座：A-B-C#支座，A为墩台编号，B为主梁编号，C为从左到右支座编号。即0-1-1#支座、0-1-2#支座、0-1-3#支座、0-1-4#支座......。
3）伸缩缝：1#伸缩缝、2#伸缩缝。
4）铰缝：编号从行车方向的右侧开始编号，右幅和左幅分开编号，左幅依次从1#缝到11#缝，右幅依次从1#缝到14#缝。
5）空心板：编号从行车方向的右侧开始编号，右幅和左幅分开编号，左幅依次从1#板到12#板，右幅依次从1#缝到15#板。
（一）上部结构检测结果
经检测，左右幅桥梁上部结构病害为：
主梁：左幅距1#台0.5m，4#板与5#板之间渗水泛碱，s=0.3m×1.3m；距0#台5m处左幅主梁边缘破损s=0.3m×0.2m；距1#台3.5m右幅1#板底部破损，s=0.3m×0.2m；距0#台10m右幅13#板与14#板铰缝脱落；距0#台5m右幅14#板与15#板铰缝脱落。
（二）下部结构检测结果
桥台：0#台前墙浸水泛碱，s=0.1m×0.6m；1#台前墙浸水泛碱，s=0.3×0.5m；1#台左侧侧墙浸水泛碱，s=1.5m×0.8m；1#台右侧侧墙斜裂缝，L=10m，w=0.5cm。
支座：经过对桥梁支座进行逐一检查，该支座工作正常，无错位、断裂及脱空现象。
周围环境：本桥跨越两条车道，桥台两侧均有绿化树木，桥下净空足够，桥梁的周围环境在桥梁运营过程中未发生明显变化，桥梁局部未过分冲刷，桥址没有人为取土或挖沙造成的过分开挖等。
四、病害成因分析
（一）上部结构
典型病害：渗水泛碱、破损、铰缝脱落；
原因：渗水是由于勾缝脱落而导致；泛碱是混凝土中可溶性碱随着水分迁移到混凝土表面的结果；破损是由于风化、拆模过早而粘连混凝土表面、梁体运输过程中碰撞受损等原因导致的；铰缝脱落可能是由于铰缝材料材质下降或施工时砂浆质量不高造成的。
（二）下部结构
典型病害：浸水泛碱、裂缝；
原因：浸水是由于桥面系的水下流所致；泛碱是混凝土中可溶性碱随着水分迁移到混凝土表面的结果；裂缝可能是由于材料老化或者施工质量不好以及土体侧压等作用而形成。
五、加固方法
下部结构加固改造方案：
下部结构的典型病害有：浸水泛碱、裂缝。加固措施：浸水可疏通排水系统；对泛碱部位应将其结晶体进行冲洗、打磨，然后抹灰处治；对于1#台侧墙的裂缝，由于宽度为0.5cm，已经大于允许最大裂缝宽度，且为结构性裂缝，故应该进行修补，具体步骤为：沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂混凝土、沥青及各种化学补强剂等，由于钢筋未锈蚀，故沿裂缝处以大约10mm左右的宽度将混凝土凿成U型或V型，在开槽处充填密封材料以修补裂缝。
上部结构加固改造方案：
上部结构的典型病害有：渗水泛碱、破损、铰缝脱落。加固措施：渗水可采用抗渗水泥砂浆对砌缝进行修补，检查桥面系防水层，然后疏通排水系统；对泛碱部位应将其结晶体进行冲洗、打磨，然后抹灰处治；对于混凝土破损，采用环氧混凝土或环氧砂浆对其进行修补；对于铰缝脱落，将存在问题的铰缝中的混凝土凿除，根据原设计方案，将铰缝钢筋进行重新布设，同时进行混凝土的重新浇筑。
下面，针对铰缝失效这种典型病害加固进行详细介绍。
进行施工之前首先应该清理道路桥梁破损铰缝内的混凝土。清理板缝中松散混凝土的时候可以使用电动钢丝和电钻，并用高压水进行清洗，这样能够将板缝内存在的一些杂物清理干净，需要注意进行重新浇筑的时候板缝内不能有水分。同时需要重点注意，在凿清混凝土的时候，不得损伤板体。
在重新浇筑混凝土前，需要将铰缝钢筋进行重新布置。这里选用铰缝筋（N1）交叉横向布置在铰缝内，直径为12mm，然后再选用两根直径为12mm的纵向螺纹筋（N2）横穿在铰缝筋（N1）内。将钢筋N1、N2绑扎成骨架后整体放入铰缝内。
将安装好的铰缝钢筋N1、N2与预制板钢筋（应平弯）绑扎到一起，绑扎时需要注意施工工序，必须确保钢筋的绑扎质量。铰缝连接钢筋绑扎固定后进行浇筑铰缝混凝土施工。浇筑前，必须注意清除梁板的侧板结合面上的浮皮并用水冲洗干净，以利于混凝土与梁板的侧板更好地结合成整体。铰缝混凝土按照规范要求和设计强度进行加工，严格控制混凝土的水灰比和坍落度，配制时建议采用比空心梁板高一个强度等级，并适当添加外掺剂将其配制成无收缩混凝土或微膨胀混凝土，防止混凝土在强度形成过程中出现收缩。
采用M15的砂浆填塞底缝，填缝砂浆流动性宜能够灌塞宽10mm、高100mm窄缝为宜，填缝高度不大于空心板预埋铰缝钢筋位置，即只灌塞空心板马蹄间隙。M15号砂浆填底缝且强度达50%后方可浇筑铰缝混凝土。铰缝表面采用木镘刀收平，同时及时清除桥面松散混凝土，为后续桥面铺装施工做好准备。
洒水养生，由于空心板会吸收铰缝混凝土里面的水分，所以铰缝混凝土养生必须及时到位，这样才能有效避免混凝土出现裂缝现象。铰缝混凝土养生期不少于7天。
六、结论
随着交通运输业的不断发展，道路桥梁上行驶的大吨位货车会越来越多，较大的载荷会造成道路桥梁的铰缝发生质量问题。因此需要对道路桥梁上的铰缝进行及时的检查，采用相关的施工技术将其进行修复，保证道路桥梁以及车辆的安全。本文针对茶园立交主线桥(K18+706)出现的典型装配式空心板铰缝破坏的问题，通过对病害的机制分析，探讨了板梁铰缝的防治对策及维修加固施工方法。对存在问题的铰缝进行了加固改造，提高了桥梁的耐久性和承载能力，达到了桥梁加固的目的。
参考文献
[1]庞孟丽.简支空心板桥梁加固改造的设计与施工.城市建设理论研究，2013
[2]孙欣戈.桥梁空心板铰缝存在的问题及解决对策.交通世界，2017
[3]鲁桓.装配式简支空心板桥病害分析.2013年10月建筑科技与管理学术交流会论文集，2013
[4]和兆建.混凝土简支空心板桥加固方案分析.山东交通科技，2017
作者简介
李东晋（1995-），男，汉族，重庆人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：桥梁方向。