橋梁梳齒型（SFP型）伸縮縫損壞原因分析及整修措施

翟衛(wèi)武 無錫市城市重點(diǎn)工程建設(shè)辦公室

王榴斌 中交第三航務(wù)工程局有限公司

在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常在橋的兩梁端之間、梁端與橋臺(tái)之間設(shè)置伸縮縫。伸縮縫裝置是橋梁結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，理想的伸縮縫裝置必須滿足上部結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺(tái)之間的位移，能夠抵抗機(jī)械磨損、碰撞，能防止雨水和垃圾滲入。由于氣溫變化，混凝土收縮與徐變、各種荷載所引起的橋梁撓度、橋面縱坡及行車制動(dòng)力等因素的影響，橋梁伸縮縫裝置往往會(huì)產(chǎn)生一些病害。

無錫市江海路2006年12月28日建成，通車3年，其中橋梁梳齒型伸縮縫（瞻江立交橋梁伸縮縫全為梳齒SFP120型）損壞較多，主要表現(xiàn)在兩側(cè)混凝土帶開裂、現(xiàn)澆砼表面局部剝落、梳齒板松動(dòng)、局部梳齒板缺失、底部混凝土損壞等（詳見圖1、圖2、圖3）。具體位置為轉(zhuǎn)向匝道橋損壞的比較多，主線右線（靠近市區(qū)側(cè)）多于左線，曲線段下坡的多于上坡的，定向匝道和主線直線段基本完好。

圖1 SFP120型梳齒型伸縮縫平面布置圖

圖2 SFP120型梳齒型伸縮縫斷面布置圖

圖3 SFP120型梳齒型伸縮縫橫斷面布置圖

1 橋梁伸縮縫損壞產(chǎn)生的主要原因

對于這些損壞的梳齒型伸縮縫進(jìn)行現(xiàn)場查看，分析施工圖紙，仔細(xì)研究，其損壞的原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）施工工藝在局部操作上有一定的缺陷，即在澆筑完C40鋼纖維混凝土后鋪設(shè)橡膠條和不銹鋼板，梳齒板與底部的混凝土（頂面的平整度不可能為0）上多少存在一定的施工間隙，對以后的梳齒板松動(dòng)埋下隱患。

（2）預(yù)埋螺栓與梁體的固定不到位，通過橫向鋼筋與端橫梁主筋連接，焊接局部不到位，而產(chǎn)生松動(dòng)；與螺栓的固定不到位，或埋設(shè)位置產(chǎn)生偏差，最后螺栓出現(xiàn)偏離，無法與螺母緊固，局部采取了割斷螺栓外露部分，采用電焊的辦法（螺栓和鋼板與電焊條材質(zhì)不一），無法焊接牢固，導(dǎo)致局部不受力。

（3）材料選擇上，局部未采用高強(qiáng)螺栓，汽車的沖擊力產(chǎn)生剪切，導(dǎo)致螺栓損壞，進(jìn)而造成底部混凝土損壞。

（4）通車后，重型車輛較多，速度較快，沖擊力很大，加上在伸縮縫位置瀝青與混凝土軟硬結(jié)合（瀝青處在通過車輛的碾壓之后，多少會(huì)出現(xiàn)密實(shí)下降，甚至擁包至后部，而混凝土不易變形），產(chǎn)生在伸縮縫位置平整度偏差較大，對混凝土和伸縮縫沖擊力很大，導(dǎo)致混凝土開裂和伸縮縫損壞。在轉(zhuǎn)向匝道位置尤其明顯，汽車在轉(zhuǎn)彎位置會(huì)產(chǎn)生斜向的沖擊力，而梳齒板是順著路線的，很難承受水平?jīng)_擊力，出現(xiàn)多處損壞。

（5）混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間較短，通江大道跨線橋伸縮縫是在混凝土澆筑后三天即開放交通的，混凝土當(dāng)時(shí)已經(jīng)提高至C50，但是強(qiáng)度的增長需要時(shí)間，尤其是彈性模量的增長，江海路方向也類似。

（6）通車后未及時(shí)進(jìn)行加固處理，螺栓的緊固需要分階段分次進(jìn)行擰緊固定的，還需要定期檢查，這方面工作不是很到位。尤其在1年的保修期以后，這方面工作就沒有開展，養(yǎng)護(hù)單位沒有進(jìn)行具體養(yǎng)護(hù)保修，對于一些小缺陷小問題完全可以在初期解決問題，進(jìn)而擴(kuò)大加重直至損壞。

（7）梳齒（SFP型）橡膠條是個(gè)致命的弱點(diǎn)，一般伸縮縫長度較長，橡膠條是通長布置（以避免漏水影響下部結(jié)構(gòu)），底部處于相對密封狀態(tài)，由于車輛通行帶來較多的垃圾，垃圾順著縫隙進(jìn)入橡膠條內(nèi)，日積月累，垃圾容易固化，無法排除，最后將伸縮縫堵塞，進(jìn)而向上發(fā)展，直至破壞伸縮縫裝置。

2 具體處理方案

通過以上原因分析，針對不同損壞情況和對應(yīng)位置，擬采用以下三種處理方案解決問題。

第一種，部分轉(zhuǎn)向匝道由于彎度太大，重車較多，可能不適合使用梳齒形伸縮縫，現(xiàn)場破壞嚴(yán)重，更換成D80毛勒型伸縮縫（詳見圖4）。毛勒型伸縮縫的功能主要有兩方面：其一能將橋面上車輛的豎直及水平荷載通過支承結(jié)構(gòu)可靠地傳遞到梁體上，其二能適應(yīng)梁體伸縮位移的需要，并以最小的位移阻力適應(yīng)梁體縱向位移的變化。

圖4 D80毛勒型伸縮縫

具體處理流程為：

拆除梳齒型伸縮縫→切縫開鑿并清理槽口→校正鋼筋→毛勒型伸縮縫就位→塞泡沫板、穿筋、蓋網(wǎng)→澆筑鋼纖維砼→養(yǎng)生和防護(hù)。

先將原有梳齒形伸縮縫全部拆除，開鑿槽口，露出底部的鋼筋，滿足毛勒縫的安裝要求。用砼切縫機(jī)切縫，切縫時(shí)應(yīng)注意保持路面切口垂直整齊平順，無啃邊現(xiàn)象。兩切縫隙間的材料用風(fēng)鎬鑿除，并將槽口表面混凝土鑿毛，將槽口內(nèi)原伸縮縫填料及時(shí)清理干凈并用高壓泵沖洗槽口和構(gòu)造縫內(nèi)殘留的雜物（注意不能將槽口以外的砼破壞）。

認(rèn)真檢查預(yù)埋鋼筋，由于過往車輛及鋪筑路面時(shí)施工機(jī)械及車輛的碾壓，預(yù)埋鋼筋會(huì)出現(xiàn)裂紋、折斷及缺失現(xiàn)象，對有裂紋和折斷的鋼筋應(yīng)及時(shí)效正并按焊接要求補(bǔ)焊或補(bǔ)鋼筋，對扭曲的預(yù)埋鋼筋要理順，以滿足預(yù)埋鋼筋尺寸的要求及安裝毛勒裝置的焊接要求。實(shí)際安裝中為確保安裝質(zhì)量，所有錨環(huán)均與預(yù)埋筋相焊接，焊接前對鋼筋表面進(jìn)行除銹處理。處理過程中嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，保證聯(lián)結(jié)牢固。

施焊結(jié)束后，伸縮縫裝置處于正常伸縮狀況，用泡沫板將縫隙塞嚴(yán)，以防漏漿，塞縫寬度要保證伸縮縫設(shè)計(jì)的最小寬度，然后沖洗槽口，將槽口雜物清理干凈。按設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)對稱澆筑混凝土，伸縮縫裝置內(nèi)部和下方是振實(shí)的重點(diǎn)部位，凡未能振實(shí)造成脫空或未能排出氣泡，均為不合格，尤其是與橋面和異型鋼頂面相接處，更要嚴(yán)格控制。砼倒入槽口后，需用插入式振搗棒振搗，振搗時(shí)必須注意伸縮縫邊梁下、錨環(huán)、錨板等下部混凝土的密實(shí)性。在澆筑砼時(shí)注意防撞墻處的修復(fù)。砼澆筑完后應(yīng)用磨光機(jī)、3m直板和泥刀抹面，在抹面時(shí)應(yīng)用3m直尺檢測平整度，保證所澆筑連接帶砼的平整度。

第二種，少數(shù)梳齒板底部混凝土已經(jīng)破碎或螺栓已斷，進(jìn)行交通調(diào)整，將梳齒板拆下來回廠將螺孔擴(kuò)大，安裝時(shí)采用高強(qiáng)螺栓預(yù)埋。將原來直徑為18mm的螺栓調(diào)整為20mm的高強(qiáng)螺栓，以加強(qiáng)抗沖擊能力。

施工時(shí)，先將梳齒板底部的混凝土鑿除，露出原有的預(yù)埋鋼筋，清理干凈，采用快速高強(qiáng)度混凝土澆筑，縮短封路時(shí)間。在工藝上進(jìn)行調(diào)整，在混凝土凝固前蓋上加工好的梳齒板，使不銹鋼板和混凝土密貼，即在鋼纖維混凝土澆筑完在終凝前把橡膠條、不銹鋼板和梳齒板鋪設(shè)好，與混凝土結(jié)合密貼，三者形成一個(gè)整體。混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，擰緊螺栓固定。然后進(jìn)行養(yǎng)生和防護(hù)。

第三種，對于部分只是鋼板松動(dòng)的伸縮縫，梳齒板拆下來回廠重新加工螺孔，并將螺孔擴(kuò)大，加密，安裝時(shí)采用高強(qiáng)螺栓預(yù)埋。同時(shí)對底部混凝土進(jìn)行環(huán)氧砂漿找平，保證鋼板與混凝土密貼，再固緊上面的螺帽，使其不再松動(dòng)。

3 結(jié)束語

橋梁在通車過程中，伸縮縫裝置是承受最大動(dòng)力載荷的附件，橋面很小的不平整就會(huì)使它承受很大的沖擊力，極易造成伸縮縫損壞。由于伸縮縫裝置損壞至一定程度即會(huì)引起橋面跳車，從而影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全。因此對于開始局部損壞的伸縮縫應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，做到經(jīng)常性、不間斷的維修，確保伸縮縫裝置處于正常工作狀態(tài)。針對不同的路況選用不同的伸縮裝置，并根據(jù)各種伸縮裝置的使用狀況及適應(yīng)范圍進(jìn)行分析對比，選擇最經(jīng)濟(jì)、最合理的伸縮裝置。采用上述方法整修處理后，該橋通車近半年，目前橋面平整、光滑、確保了車輛平穩(wěn)行駛，收到了較好的效果。