桥面连续装置

1 概述

在高等级公路桥梁工程的设计中，存在大量的梁板简支、桥面结构连续的设计形式。为研究桥面连续破损的实际情况，本文对某条高速公路 68 座桥左幅桥面破损情况进行了详细调查，其中：13 米钢筋混凝土空心板桥 31 座(其中有 15座为单跨桥)，20 米空心板桥 22 座，16 米空心桥 10 座，10 米空心板桥 5 座。检查结果显示共有 21 座桥梁桥面连续处存在破损病害，破损病理主要为横桥贯通裂缝，严重者形成较宽的坑槽。

1.1 破损机理研究

为进一步研究分析各因素对桥面连续破损的贡献值，采用大型有限元软件 ANSYS 对桥面连续结构受力状态进行了计算分析。

计算时选桥梁单片梁纵向两跨计算。为了加速计算速度，同时也不影响计算的精度，T 型梁整体用 SOLID45 单元，但是其 1m 长的加强区段（包括沥青混凝土面层）用

SOLID65 单元。钢筋用 link8 单元，支座用 SOLID185 单元（模拟板式橡胶支座），为了防止接缝两端发生渗入，在接缝两对面上采用了面对面接触队单元 targe170 单元和

conta173 单元。

材料属性确定C40 混凝土：ft=1.71Mpa，Ec=3.25×104Mpa，p=2500kg/m3，v=0.2，热膨胀系数=1×10-5

钢筋： fy=360Mpa，Ec=2×105Mpa，p=7800kg/m3，v=0.25，热膨胀系数=1.2×10-5

通过以受力计算结果分析可知，桥面连续构造主要是长期处于弯拉或弯压的受力状态，其中影响*大的是主梁挠曲变形(即梁端转动)引起的弯曲应力。

1.2 工程概况

某公路沿线村镇密布，河渠交错，并跨过多条公路、铁路及水运等运输干线。在设计时，充分考虑了与沿线城镇规划、经济发展相配合，并尽量避免与原有道路和农田水利设施发生干扰的原则，大量布设互通立交、桥涵等构造物。本线各类中、小跨径的桥梁多采用：16m、20m预应力混凝土空心板简支梁或25m预应力混凝土T型简支梁，为适应高速公路的行车要求，每100m~160m设一道仿毛勒伸缩缝，其余的桥孔跨间作桥面连续。桥面铺装混凝土层厚10cm，上覆沥青混凝土层10cm。桥中心桩号为K14+096，其下部结构为钻孔桩基础，柱式墩台；上部构造为3-25预应力组合T梁，在桥台处设置RG-80伸缩缝，其余的桥孔跨间作桥面连续，桥面板纵向钢筋通长绑扎，梁段桥面连续构造钢筋与桥面板钢筋绑扎成一体。其桥面连续构造设计如图1所示。

此种桥面连续结构存在有设计缺陷，在桥面连续构造处出现的损害较多，并已影响了桥梁寿命以及行车安全。经过研究，鉴于该工程多数桥梁已完成梁板安装，若作设计变更为梁板结构连续，改变梁板结构型式、上部构造建筑高度或桥梁跨径，将会造成较大的经济损失，直接影响工期，影响工程投资控制。*后统一的意见是：不改变桥面连续构造的形式，所有需处理的桥面连续结构只在连续缝形式上给予加强和改进，并在施工工艺上加以严格控制。

2 连续缝形式的确定

本桥T梁的配筋及构造布筋均是按简支梁受力图式进行内力计算的，施工又是严格按照设计进行的，若现在只是通过增加钢筋等加强手段，将其改为刚性的连接缝结构型式进行施工，将会造成：

1．梁体内力的变化—— 因计算图式的改变，内力发生变化，影响受力筋的配置，梁体上端部将产生负弯矩，原设计中是未考虑的；

2．梁体端部钢筋需要调整及加强—— 若现在在梁端上部增设梁与梁之间连接的纵向钢筋，因设计中末考虑该钢筋的连接构造要求及加强措施，无法形成整体的理想效果。

桥面连续伸缩缝构造图

鉴于上述原因，为避免出现意想不到的其他不良情况，首先将刚性连续缝形式排除。

结合原设计，我们在施工当中采用了半刚性型式的连续桥面结构，即用φ20的滑动传力钢筋（失效处理）代替φ16连续钢筋，桥面铺装钢筋在一联长度内通长布置(在连续缝处不断开)，梁缝处桥面铺装顶面设假缝，底面设断缝的结构型式。详见图3。

3 施工方案

采用上述桥面连续缝形式，结合本桥实际情况，连同桥面铺装一并考虑，提出如下施工方案：

I方案：按现设计铺装类型及分层(即l0cm砼及10cm沥青砼)，在梁端部2m范围(即连续缝处4m范围)内砼铺装改用钢纤维砼铺装。

II方案:沥青砼改为8cm厚，砼铺装加厚到l2cm，钢纤维砼铺装采用范围同I方案。

III方案:取消沥青砼铺装层。采用砼铺装20cm厚，钢纤维砼铺装采用范围同I案。

各方案优、缺点见下表

针对各方案的利弊，我们*后决定呈报本桥施工采用II方案，经主管部门批准后，决定该桥面连续构造的连续缝采用半刚性的形式，桥面铺装纵向钢筋通长布置，桥面铺装砼层为沥青砼8cm，砼12cm，连续缝处2m范围内砼铺装改用钢纤维砼铺装。