橋梁伸縮縫處跳車的成因和預(yù)防措施

王軍汀　邢良軍

摘要:本文針對(duì)橋梁伸縮縫處的跳車現(xiàn)象,介紹了其表現(xiàn)形式及危害,分析了其形成的原因,并提出了有效預(yù)防及處治措施,供大家參考。

關(guān)鍵詞:橋頭跳車;伸縮縫;橋梁

1 前言

隨著我國(guó)公路建設(shè)的迅猛發(fā)展,不僅公路橋梁橋頭跳車是一種十分常見通病,而且橋梁伸縮縫處跳車也是一種不容忽視的現(xiàn)象。所謂橋梁伸縮縫處跳車是指橋梁伸縮縫處由于高度差異、錨固段沉降和伸縮裝置、變形損壞等原因,造成橋面出現(xiàn)顯著的臺(tái)階式縱坡變化,導(dǎo)致車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍和顛簸的現(xiàn)象。

橋梁伸縮裝置處跳車除對(duì)行車安全和行車舒適性產(chǎn)生嚴(yán)重危害外,還由于跳車產(chǎn)生的水平和垂直沖擊力對(duì)路面、路基和橋梁結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生進(jìn)一步的損壞,降低公路使用功能,增加養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用和管理難度,同時(shí)由于跳車的振動(dòng)和沖擊力對(duì)車輛產(chǎn)生不利反力,增加車輛機(jī)械磨損和輪胎磨損,增大油耗和運(yùn)輸成本,縮短車輛使用壽命。

解決伸縮縫處跳車問題雖已日益為工程界所重視,但遺憾的是至今仍無(wú)法徹底解決。因此,對(duì)橋梁伸縮縫處跳車產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,提出防治措施和維修方法,對(duì)提高公路運(yùn)輸營(yíng)運(yùn)質(zhì)量和降低工程造價(jià)與營(yíng)運(yùn)成本無(wú)疑具有重要的意義。

2 橋梁伸縮縫跳車的表現(xiàn)形式及危害

隨著橋梁橋面連續(xù)的長(zhǎng)度正在不斷加長(zhǎng),因此對(duì)橋梁伸縮縫裝置提出了越來(lái)越高的要求。為了滿足橋梁在熱脹冷縮等諸多因素影響情況下所產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量和縮短量有一個(gè)伸縮空間,必須預(yù)留縫,即伸縮縫。橋梁的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐證明,伸縮縫在運(yùn)營(yíng)中很容易損壞,有些甚至伸縮裝置脫落而導(dǎo)致翻車事故,給正常的行車造成很大不便。同時(shí),伸縮裝置的制作及安裝技術(shù)要求較高,給施工和養(yǎng)護(hù)造成了不少麻煩,而且造價(jià)亦較高。高速公路的基本要求之一就是要保證行車穩(wěn)定、舒適,使車輛能平順地通過伸縮縫,并防止雨水滲漏和垃圾泥土等的阻塞,其部件除要求有足夠的強(qiáng)度外,還應(yīng)與橋面鋪裝部分連接牢固。因此,有必要對(duì)橋梁伸縮縫處的跳車形成的原因進(jìn)行分析,并對(duì)其病害提出處治措施,從而保證伸縮裝置在運(yùn)營(yíng)中始終處于良好的工作狀態(tài)。

3 橋梁伸縮縫跳車的原因分析

橋梁伸縮縫處跳車是指橋梁伸縮縫處出現(xiàn)了高低不同的臺(tái)階,使行車產(chǎn)生了明顯的顛簸不適。造成橋梁伸縮縫跳車的主要因素是橋梁伸縮縫發(fā)生病害或損壞,其形成的主要原因有以下幾個(gè)方面:

3.1 設(shè)計(jì)不合理

設(shè)計(jì)時(shí)往往對(duì)梁的端部不能慎重考慮,在反復(fù)荷載作用下,梁端破損引起伸縮裝置失靈。在伸縮縫選型時(shí),往往對(duì)伸縮裝置的性能了解不全面,忽視了對(duì)產(chǎn)品的相應(yīng)技術(shù)要求,出現(xiàn)對(duì)伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確或所選伸縮裝置本身構(gòu)造剛度和強(qiáng)度不滿足要求等問題。另外,設(shè)計(jì)時(shí)還存在混凝土強(qiáng)度偏低、伸縮縫底部與梁板間錨固螺栓數(shù)量不足、設(shè)置不合理、缺少混凝土防收縮鋼筋網(wǎng)及橋梁端部排水設(shè)施不完善等而造成的破壞。

3.2 施工質(zhì)量差

施工單位對(duì)橋梁伸縮裝置施工工藝要求重視程度不夠,未能嚴(yán)格按照施工工藝標(biāo)準(zhǔn)和安裝工序進(jìn)行施工,造成伸縮裝置損壞。施工方面的主要原因有以下幾方面:

錨固件的錨固質(zhì)量或錨固件的焊接質(zhì)量不高,經(jīng)不住高速重載車輛的沖擊、振動(dòng),很快就松動(dòng)或開焊彈起。

施工過程中,梁端伸縮縫間距沒有按設(shè)計(jì)要求完成,人為地放大或縮小,定位角鋼位置不正確,致使伸縮裝置不能正常工作。

伸縮裝置兩側(cè)混凝土與瀝青混凝土橋面鋪裝層結(jié)合不好,碾壓不密實(shí),形成兩張皮,在車輛荷載的反復(fù)沖擊作用下,容易產(chǎn)生開裂、脫落,最終引起伸縮裝置的損壞。

施工開槽時(shí)切縫不到位,造成瀝青混凝土的啃邊現(xiàn)象。

由于橋梁伸縮裝置的安裝在橋梁施工后期來(lái)完成,由于趕工期等原因,施工人員草率從事或由于施工隊(duì)伍大部分撤場(chǎng),放松了對(duì)橋梁伸縮裝置的安裝工藝的控制,甚至不按設(shè)計(jì)文件的要求施工造成質(zhì)量隱患影響伸縮裝置的使用。

3.3 養(yǎng)護(hù)不及時(shí)

正常的維修、養(yǎng)護(hù)是保證伸縮裝置正常工作和延長(zhǎng)使用壽命必不可少的重要環(huán)節(jié),而此項(xiàng)工作往往被忽視。由于養(yǎng)護(hù)管理不善,伸縮裝置出現(xiàn)的局部損壞維修不及時(shí),橋面沒有經(jīng)常清掃,由過往車輛帶來(lái)的泥砂、石屑等雜物將伸縮裝置淤死,影響伸縮裝置的伸縮功效,造成破壞加劇,嚴(yán)重者可導(dǎo)致整條伸縮縫破損。原有橋梁逐漸老化、橋面鋪裝層老化、接縫處橋面凹凸不平以及維修不充分等,均可引起伸縮裝置破損。

3.4 交通流量影響

橋梁在營(yíng)運(yùn)過程中,交通量增大、重型車輛不斷增多,車輛的沖擊作用也明顯變大,造成某些伸縮裝置的部件破損、脫落、松動(dòng),有的甚至引起橋面破壞,嚴(yán)重影響行車安全。

4 橋梁伸縮縫跳車的預(yù)防和處治措施

4.1 合理選擇伸縮縫裝置

選用伸縮裝置最主要的是伸縮裝置本身的剛度和質(zhì)量,理想的伸縮縫裝置必須滿足下列要求:

①滿足結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺(tái)之間的位移;②錨固構(gòu)造必須牢固可靠、經(jīng)久耐用,能夠抵抗機(jī)械磨損和碰撞;③能夠保證車輛行駛平穩(wěn)、舒適;④能夠防止雨水、垃圾和雜物等滲入;⑤安裝方便、簡(jiǎn)單,易檢查且便于養(yǎng)護(hù)操作。

目前我國(guó)公路建設(shè)中采用的伸縮裝置類型較多,常見的有板式橡膠縫、齒口鋼板伸縮縫及仿毛勒伸縮縫、美國(guó)萬(wàn)寶伸縮縫、德國(guó)毛勒伸縮縫以及彈塑體與碎石填充型無(wú)縫伸縮縫等。

4.2 嚴(yán)格安裝伸縮裝置

伸縮裝置安裝質(zhì)量的好壞是影響使用效果和使用壽命的重要因素。

①伸縮裝置的錨固寬度按50cm設(shè)置為宜?？紤]到施工工藝的協(xié)調(diào),橋臺(tái)上宜采用背墻的寬度進(jìn)行設(shè)置,這樣既方便了橋面板、現(xiàn)澆混凝土鋪裝層的施工,也使伸縮裝置的牢固性得到保證。②合理布設(shè)伸縮裝置的錨固鋼筋。在預(yù)制梁板的端部和背墻內(nèi)預(yù)埋伸縮裝置錨固鋼筋是在2種不同情況下進(jìn)行的。一般設(shè)計(jì)給定的都是對(duì)稱于橋?qū)捴行?、在梁板端部設(shè)置預(yù)埋鋼筋,則鋼筋在每片梁板內(nèi)的預(yù)埋位置都會(huì)不一樣,給施工增加了難度,因此錨固鋼筋應(yīng)以對(duì)稱于每片梁(板)的中心進(jìn)行設(shè)置。施工中要確保錨固鋼筋的錨固作用,僅在澆筑8-10cm厚的橋面板混凝土深度內(nèi)進(jìn)行設(shè)置是不可取的,這實(shí)際上沒有讓伸縮裝置的定位角鋼牢固地與梁板和背墻混凝土聯(lián)結(jié)成整體,形成不牢固隱患,施工中必須認(rèn)真對(duì)待。③確保伸縮裝置定位角鋼安裝質(zhì)量。伸縮裝置的定位角鋼一定要依據(jù)安裝時(shí)測(cè)出的氣溫,計(jì)算伸縮縫的伸縮量并調(diào)整2塊定位角鋼之間的距離,同時(shí)按橋面高度將定位角鋼焊接到預(yù)埋鋼筋上,嚴(yán)格控制縫距。定位角鋼附近的混凝土,在施工中振搗比較困難,死角和鋼筋密集的部位,必須加強(qiáng)人工插搗。④伸縮縫施工應(yīng)選用專業(yè)化隊(duì)伍進(jìn)行,派遣專職監(jiān)理人員嚴(yán)格監(jiān)理。伸縮縫安裝應(yīng)在橋面完成后再切縫、開槽、安裝伸縮縫,其效果優(yōu)于先安裝伸縮縫再做橋面,并有利于消除跳車。

4.3 橋梁伸縮縫的修復(fù)措施

橋梁在營(yíng)運(yùn)過程中,由于伸縮縫裝置損壞至一定程度即會(huì)引橋面跳車,因此對(duì)于損壞的伸縮縫裝置應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)、更換,以免造成更大的損失。

伸縮縫構(gòu)件局部維修、更換伸縮縫裝置在損壞初期只是局部構(gòu)件不能正常工作,雖對(duì)行車影響不大,但也應(yīng)及時(shí)維修,更換個(gè)別已損壞的部件,以滿足伸縫裝置正常工作的要求。

伸縮縫裝置修復(fù)更換。伸縮縫裝置破損已引起橋面跳車,局部維修更換個(gè)別部件已不可能時(shí),即應(yīng)更換伸縮縫裝置。根據(jù)我們對(duì)伸縮縫的要求,從當(dāng)前可供使用的伸縮縫裝置中科學(xué)地比較、選型,同時(shí)結(jié)合舊橋更換的特點(diǎn),舊橋伸縮縫裝置的類型、伸縮裝置適用范圍、以往的經(jīng)驗(yàn)、使用的情況、伸縮縫裝置損壞的程度以及施工條件能否阻車等多方面因素綜合考慮,選出適合修復(fù)更換的伸縮縫裝置進(jìn)行修復(fù)更換。對(duì)伸縮量小于50mm的大、中橋推薦使用TST彈塑體與碎石填充型伸縮裝置或西安SDII一80型伸縮裝置,對(duì)特大橋推薦使用德國(guó)毛勒縫裝置(在能阻車的前提下)。

修復(fù)更換伸縮縫裝置的原則。修復(fù)更換伸縮縫裝置應(yīng)以經(jīng)濟(jì)合理為原則,即能利用的盡量利用,完全不能利用的徹底更換,以此達(dá)到我們修復(fù)更換的目的。橋梁伸縮縫處跳車現(xiàn)象出現(xiàn)后應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施,進(jìn)行修復(fù)。保證公路暢通是我們的最終目的

結(jié)束語(yǔ)

總之,橋頭及橋梁伸縮縫處跳車是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,涉及到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營(yíng)等各個(gè)方面,是一個(gè)系統(tǒng)工程。首先應(yīng)在設(shè)計(jì)中做到先進(jìn)、合理并建立健全相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)施工方法、注意事項(xiàng)和質(zhì)量提出明確的要求,同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)理工作的管理和增強(qiáng)監(jiān)理工程師的責(zé)任心,減輕或消除橋頭及橋梁伸縮縫跳車病害。否則將會(huì)給高速公路造成很大的后遺癥,嚴(yán)重地影響高速公路的使用質(zhì)量。