小净空跨线空心板桥梁板底防护技术

小净空跨线空心板桥梁板底防护技术

熊波

云南交投集团公路建设有限公司

摘要：在我国社会经济不断快速发展的背景之下，道路交通网络也得到了不断完善，大量小净空的跨线空心板桥梁不断被建造并投入使用，同时随着货运量的日益增长，超高车辆的增多，这些桥梁上部结构被刮擦损坏的事故不断增多，增加了道路桥梁的安全运营风险，也加大了桥梁的养护维修费用。因此本文分析研究了目前常规的防护措施，并提出改进，有效提高小净空的跨线空心板桥梁的防护水平，从而减少这些桥梁被刮擦损坏的情况发生。

关键词：空心板桥梁；跨线桥梁；桥梁防护；超高车辆

前言

随着我国社会经济不断快速发展，道路交通网络也得到了不断完善，立体交通网络作为缓解拥堵、提升道路快速通行质量的措施得到了前所未有的发展。随着立体交通网络的不断快速发展，大量小净空的跨线空心板桥梁不断被建设，并投入了运行。在交通网络不断跨数发展的同时，货运量也随之日益增长，大量超高运载的车辆也屡见不鲜。在这样的背景之下，不断有小净空的跨线空心板桥梁被超高运载车辆刮擦，从而损坏了桥梁，大大的降低了这些桥梁运营的寿命，增加了道路养护成本，更有甚者可能导致更为严重的事故的发生。因此，有必要对小净空的跨线空心板桥梁的防刮擦措施进行深入分析研究，为这些桥梁的安全运营提供有利支持。

1超高车辆刮擦导致的危害

超高车辆导致小净空的跨线空心板桥梁上部结构的破坏模式主要分为：局部型破坏和整体型破坏2类。局部型破坏是由瞬时冲击力造成的碰撞区域破坏，它主要受到最大撞击力的影响，包括碰撞区域混凝土开裂、崩落、钢筋屈服等。整体型破坏是由于撞击过程中动量转换，引起桥梁上部结构位移响应而导致的破坏。它主要受到撞击冲量的影响。造成整体破坏的有害位移响应主要包括：

①导致落梁破坏的水平刚体平动；

②导致弯曲破坏的水平弯曲变形和竖直弯曲变形；

③导致扭转破坏的扭转变形。当碰撞过程中桥梁上部结构的位移响应超过容许限值后，就会造成整体型损伤，甚至导致桥梁上部结构的落梁破坏。

显而易见局部型破坏模式属于超高车辆导致的最主要的破坏类型，由于超高车辆的撞击刮擦会直接导致空心板产生混凝土剥落开裂、破损、钢筋外露、钢筋断裂、钢绞线断裂等病害。混凝土剥落开裂、破损、钢筋外露会导致钢筋产生锈蚀，恶性循环之下可危及桥梁的安全运营。而如果由于超高车辆的刮擦导致钢筋断裂、钢绞线断裂则会导致桥梁的承载力大幅下降，严重影响桥梁的通行能力，因此会导致更大的损失并且严重影响桥梁的安全运行。

2目前小净空的跨线空心板桥梁的主要防护措施

为防止超高车辆通行时对桥梁造成危害，普遍采用限制超高车辆通行的措施来降低桥梁损坏的风险。该方式能从根本上降低桥梁被损坏的风险，但是由于设卡管制的制度不完善、运营成本较高、容易出现漏洞、运作难度较大等问题，因此目前采取的限制措施多为增设限高设施，这就导致了最终的限行效果大打折扣。主要原因是限高设施多采用刚性结构，用型钢或钢管焊接制成，汽车强行冲卡的情况下会被冲撞损坏从而失效，如不能及时修复则会导致大量超高车辆短时内集中通过，使桥梁的安全得不到保障。由于该措施的无人值守、或者值守难度较大往往会导致限高设施频繁的损坏，不但增大了值守的成本，也加大了维护费用及难度，总体上防护效果不佳。因此，这样的措施运行之下，造成了大量小净空跨线空心板桥梁板底被撞击、刮擦的事故发生，并不能有效解决这一问题。这就需要我们对小净空跨线空心板桥梁的限高措施进行分析研究，根据需求找到符合要求的限行及防护措施，确保桥梁的安全运行。

3小净空跨线空心板桥梁防刮擦措施的探索

由于目前采取的措施防护力度不足，更多的是建立在驾驶员遵章守纪的前提之下，因此防护效果不好，起到的防护作用有限。这就需要在现有防护措施的基础之上增加对桥梁的防护力度，使在受到撞击时能有效保护受刮擦、冲击的桥梁梁板，将损失大大降低，从而确保桥梁的安全运行。增加对桥梁防护力度最为有效的措施就是在桥梁梁板安装防撞设施有效缓冲、分散车辆的瞬时冲击力，从而对桥梁进行保护。这样不但能够有效减小撞击时车辆对桥梁的破坏能力，同时还能有效防止超高车辆的通过，长久运行之下，能大大降低超高车辆撞击事故的发生几率。

经过分析研究，在小净空跨线空心板桥梁的边板安装角钢制作的能有效分散超高车辆撞击时的冲击力，减轻刮擦、冲击时车辆对梁板的破坏效果。并且能够有效阻挡超高装载的车辆，从根本上限制了超高车辆的通行。

4小净空跨线空心板桥梁防刮擦措施的实施

防撞装置一般采用厚为8mm的12.5#角钢制作即可，根据空心板尺寸大小的不同也可选用其它型号的角钢，角钢的选定应以能将经常被刮擦且的部位覆盖完全为宜。角钢型号选定后就可以将其安装在桥梁两侧边板的腹板与底板上，采用植筋锚固及压注粘钢胶的方式将钢板与空心板连成一体。具体安装按以下步骤实施：

①基面处理

首先在装置安装前对现场安装位置进行测量放线，根据现场植埋的锚栓位置、间距，对待固定的角钢进行配套打孔，并在空心板腹板及底板钻制锚固螺栓的预留孔。再对安装位置进行基面处理，基面处理后应保证平整，平整度不大于1.5mm/m。并且处理时要将混凝土表面及锚固螺栓的预留孔清理干净确保无灰尘，同时保持基面及预留孔内干燥。清理的空心板表面范围应满足安装固定的范围。基面处理的同时可对角钢粘结面用喷砂或角磨机打磨，使其露出金属光泽，打磨时纹路要与角钢受力方向垂直。角钢的粘结面需要有一定的粗糙度。打磨完成后用脱脂棉沾丙酮将钢带表面擦拭干净，并在角钢外露面涂刷防腐底漆3道。

②安装角钢

基面处理及预留孔清理完成之后即可在空心板腹板底板植入锚固螺栓，间距一般为30-50cm,钻孔时首先用钢筋探测仪对空心板内的钢筋进行探测并标定位置，钻孔时避开钢筋位置。植埋螺栓时，其距角钢边缘的距离应控制在5cm左右。孔径和孔深应符合相关标准要求。完成后将角钢固定在螺栓上，并保证角钢与混凝土表面的间隙在3mm以上，以确保灌注胶层的厚度在3mm以上，焊接角钢接缝，紧固螺栓，完成角钢安装。

③封边注胶

完后上述步骤后将注入咀粘结在角钢的注入孔上，在钢板边缘插入排气管，在螺栓头上罩上盖碗，然后用封边胶封闭钢板边缘，完成封边。封边时应仔细认真，确保封边完整，不漏封或者封边不严实。封边时要同时进行注入咀的布置，布置间距为2～3m即可。封边结束并且胶固结后，要进行气密性检查，合格后方可开始灌注粘钢胶。灌注时以0．2～04MPa的压力将粘钢灌注胶从注入咀压入，当排气孔出现浆液后停止加压，以钢板封边胶堵孔，再以较低压力维持10分钟以上。在灌注过程中，用橡皮锤敲打钢板以确认是否灌注密实。

④防腐涂装

最后经检验确认钢板粘贴固化密实效果可靠后，去除所有注入咀和排气管,并清除钢板表面污垢和锈斑，对外露钢板防腐处理涂装。

通过安装防撞装置大大提高了空心板桥梁的防护性能，同时该措施还具有技术难度较低、操作简便、成本低、适用性广的优点。实践中，在配合限高设施一同设置的情况下，不但能够大幅度降低超高车辆强行通过的肇事率，并且还能有效降低桥梁边板腹板及底板被严重损坏的几率。另外，采用该措施不但能降低这些桥梁涵洞的运营维护的成本，还能降低交通事故的肇事率，大大增强了这部分小净空的跨线空心板桥梁运营的安全性。

5结语

本文通过对小净空跨线空心板桥梁的防护措施进行了分析研究，着重介绍了如何加强这些桥梁的防护能力，可以为相关研究和工程实践提供参考和帮助。目前已有部分高速公路的小净空的跨线空心板桥梁及涵洞采用了该防护措施对梁板进行防护。通过实践运用这一措施取得了良好的运营效果。

参考文献：

[1]陆新征,卢啸,张炎圣,何水涛.超高车辆–桥梁上部结构撞击力的工程计算方法[A].中国公路学报,2011,24(02)：49-55.