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1.绪论
桥梁养护中常发现这样那样的病害，如：墩台倾斜、不均匀沉降、落梁、裂缝、防护破损，桥面铺装层破坏等。其中较普遍的病害是裂缝，裂缝常发生与上部梁板、下部墩台结构。
比如：钢筋砼简支梁体的几种较常见裂缝
（a）、多为砼收缩引起的表面龟裂，裂缝细小，对梁体受力无影响。
（b）、为砼收缩及梁受弯曲而产生裂缝较明显，对梁体主筋有一定危害。
（c）、当主拉应力超过砼抗拉极限强度时，产生这种裂缝。
再如：圬工墩台的裂缝：
（a）、为从基础上向上发展到墩身的裂缝，因基础松软或沉降不均匀裂缝为下宽上窄。
（b）、砼墩身水平裂缝因砼浇筑接缝不良引起的。
（c）、因墙间天徒不良（膨胀土）、冻胀、基底承载力不足，引起外倾或外沉引起开裂。
不少教科书中只提及横缝的危害，对于纵缝的危害提之甚少，纵缝病害是较少、极个别的吗？据调查表明，这是很普遍的，平谷区境内共有钢筋砼板桥共计58座，有纵向贯通裂缝的有23座，占40%，这个比例是令人担心的。故此，钢筋砼板乔纵向裂缝问题的原因是值得探讨的。
下面就钢筋砼板桥纵向裂缝产生原因运用多种方法进行受力分析（折算宽度法、简化钢接板梁法）及施工、其他方面分析，仅供参考。
2.桥面板裂缝分析
2.1力学分析
由有纵向裂缝的砼板桥的原设计文件，可以查到其配筋图及其他相关资料。
《桥梁工程》中对与现浇砼板桥有这样的描述：
“整体式板桥的板宽大，在荷载作用下，板的横向发生弯曲。当荷载位于桥中线时板内将产生正的横向弯矩，由此可知，板中除了布置纵向主筋外，尚须布置与主筋方向相垂直的横向钢筋（即分布钢筋，它通常布置于主筋的上面，主筋与分布钢筋构成的纵横钢筋网尚可防止由于砼收缩、温度变化所引起的裂缝。”
《公路桥涵设计手册》（上册）规定：“钢筋砼行车道板内主筋直径不小于10mm，间距不大于20cm，一般不小于7cm，主筋与板边缘间距净距不应小于2cm。对于分布钢筋，应采用直径不小于6mm，间距不大于25cm，同时在单位板长分布钢筋的截面积一般不应少于单位板宽上主筋截面积的15%”。主筋与板边缘间的净距应不小于2cm。
2.1.1关于罗城子桥受力分析及验算
以东南路罗城子桥为例（该桥纵缝较小，可做代表），利用“折算宽度法”计算其受力及配筋。
Ⅱ斜截面强度验算
（1）、计算资料支点计算剪力Qo=178.51KN，砼抗拉设计强度RL=1.3Mpa
（2）、斜截面强度验算
1.25（25%提高）×0.038RLbho=178.51KN，不需要配置剪力钢筋。
由东南路罗城子桥面板配筋图查得，单位板宽主筋用量为10φ20，与验证计算配筋量相同，也即桥面板主筋设计没有问题，分布钢筋是否有问题呢？折算宽度法没有提供计算方法，不能计算。
2.1.2关于华山南桥受力分析及验算
前面验证的是纵缝较小的罗城子桥面板主筋配筋情况，这里再用简化的“刚接板梁法”检验一下纵缝较大的平关路华山南桥配筋情况。
Ⅰ设计资料
设计荷载：汽车—15级，挂车—80
桥面净宽：净-9+2×0.25安全带
标准跨径：Lb=8.0m
材 料：砼C20，钢筋主筋为Ⅱ级，其他为Ⅰ级
Ⅱ板的尺寸
华山南桥桥面板尺寸与罗城子桥面板尺寸形式相似，只是桥面净宽（9.0m）板厚（30cm），其余相同（包括板长，计算跨径、净跨径，铺装厚度，支撑宽度）。
Ⅲ结构重力、内力计算
1、每米宽板带的荷载强度
现浇砼板：q1=75KN/M
沥青表处：q2=3.96KN/M
栏杆安全带：q3=8.02KN/M（经验值）
板的荷载强度：q=8.70KN/M
跨中弯矩及支点剪力
M0.5=qL2/8==64.14KN.M
Qo=qIo/2==32.10KN
Ⅳ截面设计
（1）计算资料：支点计算剪力Qo=178.25KN，砼抗拉设计强度RL=1.3Mpa
（2）斜截面强度验算
1.25（25%提高）0.038RL.bho=176.61KN<178.25KN
二者之差较小（0.92%）可不配置剪力钢筋
由平关路华山南桥桥面板配筋图查得：单位板宽主筋用量为10φ22，比验证计算配筋量（9φ22）还要多，也即桥面板主筋设计没有问题，简化刚接板梁法没有提供横向分布钢筋计算法。在这里可以考虑一下，东南路罗城子桥纵缝较小，其主筋满足构造设计要求，而平关路华山南桥桥面板纵缝最宽（15.7mm），其主筋用量直径间距也均满足构造设计要求，也就是说这几座纵缝病害桥的纵缝大小与主筋配筋状况无关。
2.2横向分布钢筋受力及裂缝宽度验算
2.2.1横向分布钢筋受力
经查证《公路桥涵设计手册.上册.桥梁》P169提供了正交板桥跨中横向弯矩与纵向弯矩比值的表格，请见表—1
2.3施工及其他方面分析
2.3.1施工方面
板桥设计中存在着这样那样的不足，有些是人为造成的，有些是非人为因素造成的。因为没有参加这些桥的施工，故其中的不足知之甚少，只能根据桥梁现场的一些现象加以分析。
1、净保护层厚度不够：保护层，顾名思义，其作用就是保护受力钢筋不受破坏，使之正常工作。从桥梁调查图片及现场可看到，有相当一部分板桥钢筋的净保护层厚度不足，有些桥钢筋甚至裸露在外，锈蚀严重，钢筋的有效受拉面积减小，变形加大，砼浇筑前，应检查钢筋骨架与模板面间预留的尺寸是否符合设计要求（即保护层厚度），若不符合可采取一定尺寸垫块支撑，以确保保护层厚度。
2、砼收缩徐变，砼在其强度形成中发生收缩，徐变，在砼表面形成细小的裂缝，这是非人为因素形成的。
2.3.2其他方面
随着交通事业的发展，道路交通量迅速增加（平谷也不例外），重载交通量所占比例也急剧增长，原平原区三级路桥梁荷载标准为汽车—15级，挂车—80级，这个标准已远远不能满足交通发展的需要，因此，交通部门已将这个荷载标准取消，以汽车—20级，挂车—100级取代之。
总之，在整体式板桥纵缝形成的诸多原因中，设计方面横向分布钢筋用量太少是主要原因，施工方面的质量原因是第二因素，只要在施工中严格控制施工质量，这方面的因素是可以减少或避免的，至于荷载等级的选用是按照当时的有关规定执行的，是非人为因素。
3.纵缝病害的处理及设计措施
3.1纵缝病害处理
针对有纵缝病害的整体式板桥这里拟定了几种处理措施，加以讨论。
纵缝病害处理措施有多种如：1、横向分布钢筋加固。2、封堵裂缝，加铺桥面防水层。3、拆除重建。
方案一：横向分布钢筋加固
整体式板产生纵缝的主要原因是横向分布钢筋用量不足，若通过计算增加砼板横向分布钢筋用量，从理论上讲是可行的。若从施工角度讲是欠妥的。这是因为横向分布钢筋位于纵向主筋的上层，若要增加分布钢筋，必须凿开砼，但先露出的是主筋。撤掉主筋才能增加分布钢筋。试想整体式砼板没有主筋，在自重压力作用下，则会产生开裂（即使支撑也会产生）抛开安全这一环节，单从砼板质量角度考虑也是不可取的。
方案二：封堵裂缝，加铺桥面防水层
有现场看，大部分病害桥梁纵缝只有一道，由前文计算可知，主筋用量，构造配筋是满足汽车—15级、挂车—80级荷载要求的。虽然现行设计荷载标准为汽车—20、挂车—100级，由板桥使用状况看，横缝宽度也是满足规范要求的。基于这两点，从经济角度考虑，拆除重建是不可取的。
以上这几种纵缝病害处理措施是本人的一点愚见，因为水平有限不能提出切实可行的处理措施，望有高深知识的同仁们提出宝贵措施，也使我提高能力。
3.2双向受力整体式板桥纵缝宽度验算
Eg=钢筋弹性模量：200GPa
现设计所用主筋横向分布钢筋均符合有关要求
即：汽车—20级、挂车—100级荷载作用于整体式板，每米板宽用主筋9φ22；每米板长横向分布钢筋8φ12
对于整体式双向受力板纵缝问题暂讨论到这里，文中的错误在所难免，望各位同仁予以指正。
４结论
综上所述，平谷区境内的系列板桥纵向裂缝过大的主要力学原因是：横向分布钢筋配置不足。当然还应注意到，我们目前所调查的桥梁的建桥年代均属1985年以前，在这16~20多年的运营过程中，混凝土收缩裂缝、桥面板的自然磨耗、材料的老化、大型车辆超载严重、冬季融雪的化学药剂的渗入、建桥时施工质量等诸多影响因素，也是加剧桥梁病害的重要原因。
值得注意的事，在交通运输量迅速增长的今天，实际使用荷载往往已超过当年设计荷载，而且未来使用荷载还要增加，尽管设计计算中考虑了一定的安全系数，但就前述系列旧桥现状分析结果和可以预测到的潜在隐患来说，加固与改造这些桥梁势在必行！然而，对于如此多的旧桥进行重建，非但要耗用大额投资和人力、物力，而且考虑到当今交通运营的需要，时间上也不允许，因此我们建议选择修复加固。与之相适应的加固方案有如下几种：（1）增加大行车道板截面及配筋加固法；（2）预应力加固法；（3）钢板粘贴补强法；（4）碳纤维加固法。但鉴于篇幅所限，对此部分的详细论证，我们将另文说明
论文作者:王志刚
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/27
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