空心板梁桥作为江苏交控所辖高速公路桥梁中最常见的桥型，桥梁数量占比约60%，随着服役年限的增长及交通荷载水平的增加，近年来发现部分路段存在梁端腹板斜向裂缝病害，且呈现逐年增加的趋势，具备典型的剪切裂缝特征。
结构剪切破坏属于脆性破坏，剪切裂缝的出现对结构的抗剪承载能力和耐久性产生了极为不利的影响。对于裂缝发生、发展机理的认知，常见加固方法的效果评价以及分级处治对策的制定仍存在一定的不确定性，为此，苏高技术联合宁宿徐公司开展了“空心板梁腔内注浆抗剪加固技术研究”的科研项目，并于本月顺利通过了验收。
本次试验梁采用工厂预制16m预应力先张空心板梁，总计10片梁按不同加载方式（单次分级、循环加载）、不同加固方式（顶板注浆、底板注浆）共计分为5个试验工况，采用简支边界条件、梁端单点加载，剪跨比为2.71。试验过程中，通过外观检查及应变、挠度测试，严密跟踪病害的发生和发展趋势，并获取开裂荷载和极限荷载。为保证测试数据可靠性，挠度测试采用电测位移传感器，共计6个测点；应变测试光纤光栅、电阻式等多种传感器，共计39个测点，同时采用DIC非接触式应变测量系统获得梁端选定区域全场全过程的应变发展情况，辅助裂缝观测。
作为足尺试验，现场测试工作量大、精度要求高、加载时间长、人员参与度高。苏高技术人员持续跟踪空心板梁预制情况和试验进度，多次驻场进行试验加载和记录，并深度参与后期数值模拟和参数分析工作。一是分阶段总结了板梁斜裂缝发生发展规律，裂缝先从加载点附近底板出现，随后向腹板延伸出现斜裂缝，当斜裂缝宽度达到一定程度时，箍筋快速达到屈服状态，随后主斜裂缝继续开展直至荷载极限状态，出现较为典型的剪切破坏模式。二是分情况对比了顶底板两种腔内注浆抗剪加固方式，剪跨比2.71的情况下，试验得出极限承载力的提升均在10%左右，依据试验和大量参数分析结果，给出了不同跨径板梁推荐的腔内注浆长度和极限承载力计算方法。三是分层级提出了在役空心板梁养护处治对策，结合桥梁既往养护历史和环境条件，按照现场裂缝形态和宽度，推测承载率和箍筋应力水平，择机采取针对性预防性养护策略或专项处治。
项目探明了空心板梁腹板斜裂缝的发生和发展规律，获得了开裂荷载和极限荷载。对比研究了顶底板两种腔内注浆空心板梁的受剪性能和加固效果，提出了腔内注浆加固空心板梁的抗剪承载力计算方法和实用计算公式。结合工程实际需求提出了空心板梁腹板斜裂缝病害评估方法及养护对策，形成了空心板梁抗剪加固及性能评价设计施工指南，对在役空心板梁的抗剪性能评估和养护处治有指导意义。
下一步，苏高技术将持续做好成果总结和推广应用及过程中的养护处治后评估，并根据在役空心板梁养护需求，提出后续研究重点和突破既往研究难点，借助平台优势，做好技术储备，为江苏交控空心板梁桥养护决策提供有力数据支撑和技术力量。
