秦 霞

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

近年来，随着交通压力的不断增大，我国部分公路桥梁出现了不同形式的质量病害，严重影响桥梁承载性能，威胁行车安全[1]。而空心板梁桥作为普遍采用的桥梁结构形式，其板底纵向裂缝最为常见，且危害严重[2]。该文利用支座压缩检测、剪切变形测试、静载荷试验等一系列方法，分析空心板底面的裂缝成因，并提出了有效的处治建议，以期为后续类似工程施工提供理论依据。

某公路桥梁工程，上部结构为空心板梁，设计跨度15 m，经综合检测，发现板底中间存在大量纵向裂缝，缝宽为0.10~1.25 mm，且部分裂缝已呈贯通状态，远远超出标准要求。因此，需对空心板梁进行受力状态分析，以确定裂缝空心板工作性能，进而采取科学有效的处治措施。

空心板梁底板未出现裂缝时为封闭状态，具有较强的抗变形能力。一旦底板出现裂缝，其封闭状态被打破，结构丧失整体性，抗变形能力严重降低[3]。因此，采用下列试验，对梁底裂缝成因进行分析，以采用科学有效的处治措施：

（1）利用横向荷载变化情况得出空心板梁荷载横向分布系数，通过与理论值对比，分析其与纵向裂缝之间的关系。

（2）对梁端施加荷载作用，检测支座受力状态，分析纵向裂缝与支座性能关系。

（3）对裂缝两边板底变形量进行检测，分析裂缝产生后底板有无剪切变形产生。

（4）对空心板进行静载试验，分析裂缝对其承载力的效应。

3.1 荷载横向分布系数测试

3.1.1 理论计算

试验检测阶段，采用空心板的设计截面惯性矩，并根据底板裂缝截面惯性矩的大小，分别对每一空心板的荷载横向分布作用线进行分析[4]。通过式（1）求出刚度参数γ，并结合《道路桥梁工程设计标准：梁桥》（第二版）中γ值对应的各空心板荷载横向分布影响线。具体结果如图1、图2所示。

图1 空心板梁未开裂时横向分布影响线理论计算结果

式中，γ——刚度参数；
I——抗弯惯性矩；
IT——抗扭惯性矩；
b——梁宽；
l——梁跨度。

3.1.2 荷载横向分布系数测试

选择空心板梁跨中位置进行荷载横向分布系数测试，并对各梁体横向连接状况实施分析[5-6]。具体加载情况如图3所示。按照空心板梁实际测得的挠度值，计算出检测截面荷载横向分布影响线竖标值，并分别绘制各梁实际与理论状态下的横向分布影响线。

图3 荷载横向分布系数测试图

通过实测和理论状态下横向分布影响线对比，能够看出空心板梁实际荷载横向分布状况与未开裂空心板理论值相近，由此判定梁体荷载的横向分布受空心板梁底纵向裂纹的影响很小。

3.2 支座压缩测试

进行桥梁支座压缩试验，并根据空心板裂缝分布及支座受力情况，科学分析空心板纵向裂缝与支座性能之间的关系[7-8]。其测点布设及加载情况如图4所示；
得出的各加载轮以下梁体的位移状态如图5；
各梁体支座的压缩及加载空间位置关系如图6所示。线

图4 支座压缩试验测点布置及加载示意图

图5 各加载轮位下梁体位移

图6 各梁支座变形与荷载作用位置关系曲

支座压缩测试前，对支座工作状态进行全面检查，发现部分支座处于脱空状态。通过图5、图6可知：各梁体支座变形与荷载影响处的曲线基本为平顺状态，未产生突变现象，表明所有空心板之间的铰缝连接完好。因铰缝具有传递梁体剪力的作用，因此仅凭梁体位移无法确定支座是否存在脱空现象。

3.3 纵向裂缝剪切变形测试

在空心板梁纵向裂缝左右两边依次布设检测点，对各种状况下应变差异进行检测；
并跨纵缝设置横向检测点，对裂缝发展进行全面检测；
看纵缝两侧空心板梁底部有无变位现象，若存在变位，则表明空心板梁抗变形能力显著下降[9]。其中应变测点集中布设于8#梁、15#梁底部，而变位测点布设于15#梁底部。具体检测结论如表1所示。

通过表1能够看出：①分布于纵缝两侧且与之平行的检测点，各工况下的应变值基本相同。而跨纵缝测点，各工况下的应变值均不超过20 με；
②纵向裂缝对空心板梁抗变形能力基本无影响；
③加载状况下，纵向裂缝基本无变化；
④纵向裂缝主要由前期多方因素造成，与行车荷载无关，但行车荷载会加剧其发展。

表1 纵向裂缝剪切变形试验实测应变结论 /με

3.4 空心板梁静载试验

对空心板实施静载试验。选取L0#~-L4#墩范围内桥跨进行试验，其试验截面为边跨0.4L截面与中跨跨中截面。通过试验检测，得出如下结论：

（1）未加载状态下，空心板应变及挠度残余均符合设计标准。

（2）校验系数评定：最大荷载作用下，A断面1#~3#梁挠度校验系数为0.733 0、0.764 0、0.793 0，B断面1#~3#梁挠度校验系数为0.711 0、0.723 0、0.783 0，均符合标准中0.70~1.0的范围规定。

（3）抗裂性能：检测点截面应变、荷载效应之间呈正相关关系，充分表明加载工况下断面底部测点区域未产生裂缝，截面抗裂性能符合标准要求[10]。据此判定，空心板梁底部纵向裂缝不影响其承载性能和路用性能。

该文通过荷载横向分布系数、支座压缩检测、剪切变形测试、静载荷试验等方法，进一步证明空心板梁底部纵向裂缝不影响其承载性能和路用性能，梁体整体承载性能符合设计标准。纵向裂缝非行车荷载所致，但会在一定程度上加剧裂缝发展。

对空心板纵向裂缝进行补强处理时，应从提高结构耐久性方面入手，针对非贯通裂缝采取灌缝处理；
而对于贯通性裂缝则通过设置纤维贴进行封闭处理。此外，应加强桥梁维护工作，定期进行检修和维护，针对支座脱空现象，应及时采取补救措施，必要时对支座进行更换，确保支座受力正常，避免产生衍生病害。

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