公路橋梁伸縮裝置常見病害分析與防治的方法

[摘要]橋梁伸縮裝置指為滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺(tái)之間或橋梁的鉸接位置上設(shè)置伸縮裝置。本文對(duì)影響伸縮裝置伸縮量的因素及常見病害進(jìn)行了分析，并提出了必要的控制措施。

[關(guān)鍵詞]公路橋梁；伸縮裝置；常見病害；防治

一、公路橋梁伸縮裝置的類型及結(jié)構(gòu)

1.構(gòu)造要求：要求伸縮裝置在平行、垂直于橋梁軸線的兩個(gè)方向，均能自由伸縮，牢固可靠，車輛行駛過時(shí)應(yīng)平順、無突跳與噪聲；要能防止雨水和垃圾泥土滲阻塞；安裝、檢查、養(yǎng)護(hù)、消除污物都要簡(jiǎn)易方便。在設(shè)置伸縮縫處，欄桿與橋面鋪裝都要斷開。

2.伸縮裝置的類型：鍍鋅薄鋼板伸縮裝置。在中小跨徑的裝配式簡(jiǎn)支梁橋上，當(dāng)梁的變形量在20-40mm以內(nèi)時(shí)常選用。鋼伸伸縮裝置:它的構(gòu)造比較復(fù)雜，只有在溫差較大的地區(qū)或跨徑較大的橋梁上才采用。鋼伸縮裝置也宜于在斜橋上使用。橡膠伸縮裝置。它是以橡膠帶作為跨縫材料。這種伸縮裝置的構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便，效果好。在變形量較大的大跨度橋上，可以采用橡膠和鋼板組合的伸縮裝置。

3.伸縮裝置按照性能及安裝方法可以分為：GQF-C型、GQF-Z型、GQF-L型、GQF-F型、其中GQF-MZL型數(shù)模式橋梁伸縮縫裝置，是采用熱軋整體成型的異型鋼材設(shè)計(jì)的橋梁伸縮縫裝置. GQF-C型、GQF-Z型、GQF-L型、GQF-F型伸縮縫裝置適用于伸縮量80mm以下的的橋梁接縫，GQF-MZL型伸縮縫裝置是由邊梁、中梁、橫梁和連動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的模數(shù)式橋梁伸縮縫裝置，適用于伸縮量80mm-1200mm的大中跨度橋梁。按使用的材料和用途，伸縮縫可分為純橡膠式、板式、組合式橡膠伸縮縫和模數(shù)式伸縮縫。板式伸縮裝置的伸縮體由橡膠、鋼板或角鋼組成，適用于伸縮量≤60mm以下的普通橋梁；組合式伸縮裝置的伸縮體由橡膠板和鋼托板組合而成，適用于伸縮量≤120mm的普通橋梁；模數(shù)式伸縮縫伸縮體采用整體成型的異形鋼材制成。

二、影響伸縮裝置伸縮量的基本因素

1.溫度變化溫度變化是影響橋梁伸縮量的主要因素，它分為線性溫度變化和非線性溫度變化，其中線性溫度變化對(duì)橋梁伸縮量影響占據(jù)主導(dǎo)地位。橋梁結(jié)構(gòu)在外界特定溫度環(huán)境，梁體內(nèi)部溫度分布不均勻，梁體端部在材料熱性能的變化下產(chǎn)生角變位。對(duì)跨徑小的橋梁（L≤8m），線膨脹系數(shù)很小，可不予考慮；對(duì)大跨徑橋梁，設(shè)計(jì)時(shí)必須引起足夠重視。

2.混凝土的收縮和徐變混凝土的收縮、徐變是混凝土構(gòu)件本身所固有的屬性，也是一種隨機(jī)現(xiàn)象。徐變量按梁在預(yù)應(yīng)力作用下彈性變形乘以徐變系數(shù)ф=2求得；收縮量以溫度下降20℃來?yè)Q算。在安裝伸縮逢時(shí)，收縮和徐變已經(jīng)發(fā)展到一定程度，計(jì)算時(shí)應(yīng)以安裝時(shí)刻為基準(zhǔn)，對(duì)混凝土收縮和徐變量加以折減。

3.橋梁縱向坡度縱坡橋梁中活動(dòng)支座通常作成水平的，當(dāng)支座位移時(shí)，伸縮縫不僅發(fā)生水平變位，而且發(fā)生垂直錯(cuò)位（Δd），其值等于水平位移值乘以縱坡tgθ。斜橋、彎橋的變位斜橋、彎橋在發(fā)生支承位移方向的變位（ΔL）時(shí)，沿橋端線和垂直于橋端線方向也發(fā)生變位，即：Δd=ΔL·Sinα；ΔS=ΔL·cosα式中，α—傾斜角，ΔL—伸縮量。

4.各種荷載引起的橋梁饒度橋梁在活載、恒載的作用下，端部發(fā)生角變位，使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位，如果梁體比較高，還會(huì)發(fā)生震動(dòng)。地震對(duì)伸縮裝置變位的影響較為復(fù)雜，目前還難以把握，設(shè)計(jì)時(shí)一般不予考慮，但有可靠的資料，能計(jì)算出地震對(duì)橋梁墩臺(tái)的下沉、回轉(zhuǎn)、水平移動(dòng)及傾斜量時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予考慮。

三、公路橋梁伸縮裝置常見病害分析

1.設(shè)計(jì)方面

伸縮縫裝置的選型不合理。橋梁設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中對(duì)伸縮縫裝置的性能了解不全面，忽視了產(chǎn)品的相應(yīng)技術(shù)要求；伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確，沒有考慮到伸縮裝置安裝時(shí)的實(shí)際溫度對(duì)伸縮裝置的影響，只按伸縮量計(jì)算值選定產(chǎn)品形式規(guī)格。

設(shè)計(jì)中未對(duì)伸縮裝置兩側(cè)的后澆混凝土和鋪裝層材料、配合比、密實(shí)度和強(qiáng)度提出嚴(yán)格要求或規(guī)定。伸縮裝置一般設(shè)計(jì)要求過渡段混凝土采用不低于C40的混凝土，但由于混凝土厚度太薄、體積太小，加上預(yù)埋件的位置干擾，施工難度大，就使過渡段混凝土的錨固作用減弱，預(yù)埋件的錨固質(zhì)量也大受影響。

橋面板本身剛度不足，在車輛荷載作用下，因翼板較薄，橫行聯(lián)系較弱，橋面板變形過大引起伸縮裝置損壞。伸縮裝置的防水和排水設(shè)施不完善引起漏水，造成錨固件腐蝕、梁端和支座嚴(yán)重侵蝕。

2.施工方面

對(duì)橋梁伸縮裝置施工工藝重視不夠，未能嚴(yán)格掌握施工工藝和標(biāo)準(zhǔn)，并按安裝程序及有關(guān)操作要求施工，致使伸縮裝置不能正常工作；伸縮裝置安裝是橋梁施工最后幾道工序之一，為了趕竣工通車，忽視內(nèi)部質(zhì)量管理，施工人員疏忽大意，伸縮裝置錨固鋼筋焊接的不夠牢固或產(chǎn)生遺漏預(yù)埋鋼筋的現(xiàn)象，梁端伸縮縫間距人為地放大和縮小，定位角鋼位置不正確，給伸縮縫本身造成隱患，質(zhì)量不能保證。

伸縮裝置兩側(cè)混凝土太薄，體積小，加上預(yù)埋件的干擾，施工難度大，澆筑不密實(shí)，混凝土內(nèi)部存在空洞、蜂窩，達(dá)不到設(shè)計(jì)所要求的強(qiáng)度，在使用過程中，受車輛荷載的強(qiáng)烈沖擊，出現(xiàn)裂紋、開裂，逐漸出現(xiàn)坑槽，如不及時(shí)處理，將會(huì)導(dǎo)致錨固件的損壞。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。

3.管理養(yǎng)護(hù)方面

未能及時(shí)認(rèn)真地對(duì)橋面和伸縮裝置內(nèi)的雜物進(jìn)行清掃，影響了伸縮裝置的正常變形。橋面鋪裝層老化，接縫處橋面凹凸不平，維修又不充分。隨著交通量增大，重型車輛增多，車輛超載不能得到有效地控制，再加上夜間缺乏有效管理，車輛不按規(guī)定行駛，從而影響了橋梁伸縮縫裝置的正常使用和壽命。

四、防治措施

1.伸縮裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，在考慮伸縮量大小的同時(shí)還要考慮產(chǎn)品在施工工藝上的要求，對(duì)預(yù)埋件的位置、深度等盡量與主梁相連接，并與橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相匹配，對(duì)伸縮縫兩側(cè)混凝土和鋪裝層材料的選擇、配合比、密實(shí)度、強(qiáng)度等應(yīng)嚴(yán)格要求。

2.對(duì)伸縮裝置的施工安裝必須高度重視。安裝前仔細(xì)閱讀伸縮裝置的安裝圖，徹底清理梁端縫隙中的雜物，嚴(yán)格控制縫兩側(cè)混凝土的澆筑質(zhì)量，保證伸縮裝置的錨固寬度。焊接要注意順序，焊接長(zhǎng)度要滿足規(guī)范要求。

3.加強(qiáng)伸縮裝置的橋面板端設(shè)置。對(duì)于懸臂板或薄翼緣板的結(jié)構(gòu)來說，當(dāng)伸縮裝置的高度比橋面板的厚度大而侵占橋面板以外時(shí)，要對(duì)橋面板的斷面尺寸作必要的調(diào)整以滿足錨固需要，同時(shí)還應(yīng)適當(dāng)增加斷面受力鋼筋的用量。

4.加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)，早期病害及時(shí)修補(bǔ)。嚴(yán)格控制超載車輛的行駛，加強(qiáng)夜間行車管理。

結(jié)束語(yǔ)

合理選擇橋梁伸縮裝置的類型。橋梁伸縮裝置必須根據(jù)所安裝伸縮裝置的道路性質(zhì)、橋梁類型、需要的伸縮量，綜合考慮道路、橋梁和伸縮裝置整體的特性，結(jié)合排水、防水、方便施工維修和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性來選型。