公路橋梁伸縮裝置的破損特征及成因分析

趙 楠

(新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院)

公路橋梁伸縮裝置的破損特征及成因分析

趙 楠

(新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院)

公路橋梁伸縮裝置種類繁多，按照傳力方式及構(gòu)造特點(diǎn)，將其分為五類，即無(wú)縫式伸縮裝置、對(duì)接式(填塞對(duì)接式、嵌固對(duì)接式)伸縮裝置、鋼制支承式伸縮裝置、板式橡膠伸縮裝置及模數(shù)式伸縮裝置。由于設(shè)計(jì)構(gòu)造不同，橋梁結(jié)構(gòu)型式、施工工藝不同，其破壞形式也有所不同。在確定伸縮裝置養(yǎng)護(hù)對(duì)策前，必須明確其破壞形式及破壞原因，從而合理選擇和制訂養(yǎng)護(hù)方法，保證橋梁伸縮裝置的使用效果和耐久性。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外調(diào)研資料及某地區(qū)伸縮裝置普查資料，對(duì)橋梁伸縮裝置的典型破壞特征及原因進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞:橋梁工程;伸縮裝置;破損;特征;成因分析

1 破壞形式

1.1 無(wú)縫式橋梁伸縮裝置

(1)彈塑體伸縮裝置表面出現(xiàn)明顯的車轍。(2)彈塑體伸縮裝置處橋面開(kāi)裂、材料老化、造成漏水。(3)彈塑體伸縮裝置表面產(chǎn)生搓板或局部剝落。(4)彈塑體伸縮裝置粘結(jié)料和骨料局部的脫落或大塊的剝離。

1.2 對(duì)接式橋梁伸縮裝置

填塞對(duì)接式伸縮裝置主要破壞形式表現(xiàn)為:夏季橋梁伸長(zhǎng)，縫隙中填料擠出、上鼓，引起跳車;冬季拉開(kāi)斷裂造成漏水等。

嵌固對(duì)接式橋梁伸縮裝置是目前應(yīng)用最為廣泛的伸縮裝置類型之一。其主要破壞形式表現(xiàn)為:熱天鼓起、冬天脫落，錨固件破壞和兩側(cè)混凝土(路面)破碎等。

1.3 鋼制支承式橋梁伸縮裝置

鋼制支承式伸縮裝置的主要破壞形式為:焊口開(kāi)焊造成構(gòu)件斷裂，錨固螺栓斷裂，鋼板缺失，錨固區(qū)混凝土破損，伸縮縫處嚴(yán)重滲漏等病害。

1.4 板式橡膠橋梁伸縮裝置

板式橡膠伸縮裝置的破壞形式主要表現(xiàn)為:橡膠板剝離、預(yù)埋鋼板外露、脫落、斷裂;錨固螺栓剪斷脫孔飛出;兩側(cè)混凝土開(kāi)裂破碎、出現(xiàn)坑槽等多種破壞現(xiàn)象;伸縮縫構(gòu)造部位下陷或突出;車輛行駛不適，產(chǎn)生噪聲。

1.5 模數(shù)支承式橋梁伸縮裝置

模數(shù)式伸縮裝置的主要破壞形式表現(xiàn)為:主要構(gòu)件開(kāi)焊，出現(xiàn)晃動(dòng)、噪音;伸縮均勻性差，甚至失靈;密封橡膠帶老化、脫落或跳出，嚴(yán)重漏水;兩側(cè)混凝土出現(xiàn)裂縫、坑槽，錨固系統(tǒng)可靠性差，出現(xiàn)局部或整體性破壞等。

2 破損成因分析

2.1 無(wú)縫式橋梁伸縮裝置

(1)彈塑體熱穩(wěn)定性不足，高溫下材料軟化，導(dǎo)致重載下過(guò)大變形與坑槽;(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料品質(zhì)不足，施工工藝差。當(dāng)材料耐溫效果不好時(shí)，導(dǎo)致低溫脆化，引起彈塑體開(kāi)裂。

2.2 對(duì)接式橋梁伸縮裝置

(1)預(yù)埋鋼筋施工定位不準(zhǔn)確，施工中隨意減少、割斷預(yù)埋鋼筋，導(dǎo)致主要錨固件與梁體的預(yù)埋件連接薄弱，在高速重載下，致使錨筋脫焊或剪斷;(2)橡膠條安裝中，工藝質(zhì)量達(dá)不到要求，造成伸縮過(guò)程中的上鼓或脫落。同時(shí)，橡膠條易老化，易劃傷，也是早期破壞的重要原因;(3)錨固混凝土厚度較薄，又是后期澆注，振搗不到位，密實(shí)度達(dá)不到要求，造成錨固混凝土的早期破壞。

2.3 鋼制支承式橋梁伸縮裝置

(1)焊縫不易焊牢，構(gòu)件加工精度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)整體性差，使用過(guò)程中出現(xiàn)整塊鋼板脫落或變形;(2)防水排水系統(tǒng)復(fù)雜，排水機(jī)能不完善，容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，造成鋼結(jié)構(gòu)腐蝕;(3)縫隙內(nèi)容易積累雜物，抑制了伸縮裝置的伸縮功能等;(4)后期澆筑的錨固混凝土與主梁不能有效結(jié)合成整體，結(jié)合處未進(jìn)行處理或無(wú)預(yù)埋鋼筋，造成錨固失效;(5)超重車輛沖擊作用明顯，導(dǎo)致鋼板或錨固螺栓強(qiáng)度不足而破壞。

2.4 板式橡膠橋梁伸縮裝置

(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷。資料顯示，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的實(shí)際水平摩阻力遠(yuǎn)大于國(guó)外同類產(chǎn)品規(guī)定值，對(duì)錨固系統(tǒng)要求極高，也給施工帶來(lái)困難，這是出現(xiàn)早期破壞的主要原因;(2)制造工藝差。板式橡膠伸縮裝置對(duì)橡膠材質(zhì)性能、加勁鋼板的材質(zhì)及布置、鋼板與橡膠粘接強(qiáng)度、生產(chǎn)溫度和濕度等都有嚴(yán)格要求，稍不注意就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題;(3)伸縮裝置施工時(shí)未能嚴(yán)格掌握工藝標(biāo)準(zhǔn)和安裝步驟，預(yù)埋鋼筋直徑過(guò)細(xì)、鋼板較薄，錨固混凝土澆筑不密實(shí)，錨固混凝土與兩側(cè)的瀝青混凝土鋪裝層結(jié)合不好，安裝時(shí)氣溫與常年的平均氣溫有較大差距等，均造成伸縮裝置的早期破壞;(4)養(yǎng)護(hù)部門對(duì)橋梁伸縮裝置重視性不足，不能做到經(jīng)常性的檢查維修，伸縮裝置中雜物不能及時(shí)認(rèn)真清除，使原設(shè)計(jì)的伸縮量得不到保證。

2.5 模數(shù)支承式橋梁伸縮裝置

(1)整體性差，焊接工藝技術(shù)較差，焊接質(zhì)量難以保證，出現(xiàn)開(kāi)焊情況;采用壓條和螺釘扣緊密封橡膠帶的做法，扣件易銹蝕斷裂，造成橡膠帶脫落;(2)由于傳動(dòng)原理決定，一些模數(shù)式伸縮裝置組裝精度要求嚴(yán)格，稍有失誤，易出現(xiàn)自鎖、失靈和破壞的問(wèn)題;(3)密封橡膠帶易被刺破，造成錨箱內(nèi)部污染現(xiàn)象;(4)錨箱錨固鋼筋、梁體主鋼筋和預(yù)埋鋼筋連接復(fù)雜，混凝土澆筑困難，密實(shí)度不易保證，導(dǎo)致錨固部位破壞。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)早期及低等級(jí)公路采用的填塞對(duì)接式、橡膠板式、無(wú)縫式伸縮裝置由于構(gòu)造欠合理，使用性能和耐久性均較差，應(yīng)逐步取消其在公路橋梁上的應(yīng)用;

(2)嵌固對(duì)接式伸縮裝置安裝時(shí)應(yīng)重視錨固構(gòu)造的施工質(zhì)量，特別是對(duì)于淺埋式伸縮裝置的施工，尤其要求嚴(yán)格。為較少雨水對(duì)橋梁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)的侵蝕，應(yīng)注意橡膠條的養(yǎng)護(hù)，破損時(shí)及時(shí)更換。

(3)模數(shù)式伸縮裝置由于伸縮量大、結(jié)構(gòu)緊湊、整體性好，廣泛應(yīng)用于各類長(zhǎng)大橋梁中，且逐步替代以往的鋼制支撐式伸縮裝置。雖然國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的一些模數(shù)式伸縮裝置存在構(gòu)造設(shè)計(jì)和制作工藝方面的缺陷，但是，隨著科技進(jìn)步，其自身的缺陷也在逐步改進(jìn)和完善，在今后的實(shí)踐中，此類伸縮裝置將在特大跨徑橋梁中發(fā)揮更加積極的作用。

［1］李揚(yáng)海，程潮陽(yáng)，鮑衛(wèi)剛等.公路橋梁伸縮裝置［M］.北京:人民交通出版社，1999.

［2］趙軍麗.橋梁伸縮裝置的破壞及防治措施［J］.華北航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，14(1).

［3］藍(lán)光欣.淺談公路橋梁伸縮縫［J］.湖南交通科技，2007，27(1).

U445.7

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1008-3383(2012)07-0076-01

2012-05-29

趙楠(1973-)，男，新疆伊寧市人，高級(jí)工程師，從事橋梁勘察設(shè)計(jì)工作。