橋梁伸縮縫病害分析及防治

趙涵秀

（浙江金麗溫高速公路有限公司 杭州 310005）

伸縮縫是橋梁梁端之間的重要連接部件，對(duì)橋梁端部伸縮及防水起著重要作用。然而，隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的推移，由于設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)等方面的原因，橋梁伸縮縫出現(xiàn)了不同類型的病害，影響了橋梁使用的耐久性，有的甚至給高速公路行車帶來了安全隱患。以下根據(jù)工程實(shí)例，探討橋梁伸縮縫病害產(chǎn)生的原因并提出防治措施。

1 實(shí)例概況

金麗溫高速公路全長(zhǎng)234．053km，全線自1999年來分多期建設(shè)通車，于2005年底全線貫通。沿線共有橋梁78 235m／350座，目前共有伸縮縫2 015條，其中型鋼單縫式伸縮縫1 276條（占63．3%，其中56條由梳齒型伸縮縫改造而來）、模數(shù)式伸縮縫349條（占17．3%）、無縫式伸縮縫390條（占19．4%）。

龍麗麗龍高速公路全長(zhǎng)222．146km，分2期于2007年底全線貫通。共有橋梁29 867m／283座，伸縮縫1 202條，其中型鋼單縫式伸縮縫1 095（占91．1%）條、梳齒型伸縮縫107條（占8．9%）。目前，所有梳齒型伸縮縫已改成160模數(shù)式伸縮縫和120型鋼單縫式伸縮縫。

2 伸縮縫常見病害

（1）梳齒型伸縮縫。梳齒型伸縮縫的病害主要為梳齒板松動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)梳齒板整塊脫落，主要出現(xiàn)在行車道、超車道車輪常規(guī)行駛的梳齒板位置，對(duì)過往車輛造成安全隱患。

（2）模數(shù)式伸縮縫。模數(shù)式伸縮縫大部分使用情況較好，尤其是毛勒伸縮縫，基本上無病害，目前有病害的模數(shù)式伸縮縫主要是金麗溫高速公路麗青段的160異型鋼伸縮縫，自2005年開通至今，已有24條伸縮縫發(fā)生型鋼斷裂、型鋼與橫梁之間的焊縫脫開、橡膠墊塊磨損等病害。

（3）型鋼單縫式伸縮縫。型鋼伸縮縫的主要病害是伸縮縫裝置兩側(cè)水泥混凝土損壞、伸縮縫異型鋼結(jié)構(gòu)失效與伸縮縫橡膠條老化等，其中以伸縮縫裝置兩側(cè)水泥混凝土損壞居多。

（4）無縫式伸縮縫。無縫式伸縮縫使用情況較好，主要病害為橋臺(tái)在土壓力的作用下略微發(fā)生了錯(cuò)位，影響到伸縮縫的使用，再加上長(zhǎng)期在車輛荷載、雨水、氣溫變化的作用下，導(dǎo)致伸縮縫處變形開裂。

3 伸縮縫病害原因分析

造成金麗溫高速公路和龍麗麗龍高速公路伸縮縫病害的原因很多，有設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等多方面的原因。

3．1 設(shè)計(jì)原因

（1）梳型伸縮縫由長(zhǎng)度為1m的鋼齒板組成，輪胎作用在鋼板上，造成單板受力，導(dǎo)致鋼板上的螺栓容易壞。

（2）伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確，沒有考慮到實(shí)際溫度對(duì)伸縮裝置的影響等［1］，當(dāng)伸縮裝置本身不具備或很難具備調(diào)整初始位移量以適應(yīng)于安裝溫度對(duì)位移的要求時(shí)，選型不當(dāng)是造成伸縮裝置破壞的重要原因。

3．2 施工原因

施工原因是造成伸縮縫病害的主要原因。即使是同一家單位施工的，施工質(zhì)量也相差甚大，造成伸縮縫病害的施工原因主要有：

（1）對(duì)橋梁伸縮縫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［2］。

（2）橋梁施工時(shí)，未按設(shè)計(jì)要求錨固鋼筋，以致錨固鋼筋缺失或錨固位置存在偏差。

（3）梁體或橋臺(tái)背墻上預(yù)埋鋼筋未與異型鋼有效錨固；縱向錨固鋼筋粒徑過小，錨固不密實(shí)；錨固件焊接質(zhì)量不能保證，只注意表面，忽視內(nèi)部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）伸縮縫兩側(cè)的混凝土一般設(shè)計(jì)為C50的鋼纖維混凝土，實(shí)際施工時(shí)，由于施工點(diǎn)分布廣，混凝土量少，通常采用小攪拌機(jī)拌和，強(qiáng)度往往不足，而且伸縮縫一般是在通車前施工或運(yùn)營(yíng)過程中維修，存在強(qiáng)度不足就開放交通的現(xiàn)象［3］。

（5）伸縮裝置兩側(cè)混凝土和瀝青混凝土鋪裝層結(jié)合不好，碾壓不密實(shí)，未能控制好平整度，形成兩張皮，容易產(chǎn)生開裂、脫落，最終引起伸縮裝置的破壞。如麗青段的160型鋼伸縮縫大部分完好，部分發(fā)生損壞，主要是由于施工時(shí)沒有控制好伸縮縫與路面的平整度，同時(shí)又在活載作用下，型鋼和橫梁之間的焊縫容易脫焊，在重載的重復(fù)作用下，型鋼及橫梁受剪力作用，造成斷裂。一旦上部結(jié)構(gòu)受損，橫梁的活動(dòng)范圍具不規(guī)則性，伸縮箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)就極易造成損壞，橡膠墊塊在原有磨損的基礎(chǔ)上，加劇破壞速度。這種破壞情況的修復(fù)相對(duì)較為麻煩，甚至要對(duì)橫梁及型鋼進(jìn)行更換。

（6）安裝時(shí)未根據(jù)溫度控制好型鋼間距。（7）缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

3．3 養(yǎng)護(hù)原因

（1）伸縮縫中的雜物未及時(shí)清理，使原設(shè)計(jì)的伸縮量不能保證。尤其是梳齒板式伸縮縫，施工時(shí)未建筑填充物或者填充物老化缺失后未及時(shí)進(jìn)行填補(bǔ)，容易沉積石子、砂土等雜物，又受通行條件的影響，清理難度大。

（2）梁端垃圾得不到及時(shí)有效的清理，從而影響橋梁結(jié)構(gòu)的受力，使伸縮裝置處于不利狀態(tài)。

（3）橋梁超載情況得不到有效控制。（4）接縫處橋面凹凸不平。

（5）維修不及時(shí)，導(dǎo)致病害不斷擴(kuò)展。

4 防治措施

4．1 設(shè)計(jì)選型方面

（1）建議在伸縮縫中采用雙鋼混凝土，即除采用高強(qiáng)度的鋼纖維混凝土外，還在頂面外加一層鋼筋網(wǎng)。

（2）伸縮縫的選用除了要按設(shè)計(jì)確定的型號(hào)選用外，還要考慮其平整度、耐久性、排水性、防水性、施工性、維修性和經(jīng)濟(jì)性要求。伸縮縫所用的橡膠止水帶、型鋼、鋼筋、錨固件等材料其物理性能均應(yīng)滿足規(guī)范要求。

（3）模數(shù)式伸縮縫雖然目前應(yīng)用效果較好，但是其中梁型鋼易斷裂跟原材料質(zhì)量有關(guān)，在選型上應(yīng)選擇原材料質(zhì)量較好的成品。此外，由于模數(shù)式伸縮縫一旦出現(xiàn)局部構(gòu)件損壞處理起來比較困難，通常需要整條挖出重新更換，因此在選型上尤其要慎重。

（4）異型鋼單縫式伸縮縫施工簡(jiǎn)便、成本經(jīng)濟(jì)、使用效果較好，建議推廣使用。

（5）無縫式伸縮縫雖然開裂較多，而且屢修屢開裂，但是其施工簡(jiǎn)便、較為經(jīng)濟(jì)，尤其適用于大中修工程中的交通繁忙的小跨徑簡(jiǎn)支梁橋的舊橋改造。高速公路近年來罩面工程實(shí)施較多，而小橋通道大部分設(shè)置了型鋼伸縮縫，如采取直接罩面，由于伸縮縫的特性，造成路面開裂，故建議將部分型鋼伸縮縫改造成瀝青混凝土直接填筑的無縫式伸縮縫的形式，減少路面破損。

（6）伸縮縫的橡膠條應(yīng)升至蓋梁擋塊外側(cè)，避免將水排到蓋梁上。

4．2 施工方面

（1）建議選擇伸縮縫生產(chǎn)廠家專業(yè)安裝隊(duì)伍進(jìn)行施工，以保證安裝質(zhì)量。

（2）對(duì)進(jìn)場(chǎng)的伸縮縫進(jìn)行順直度、平整度及間距等方面的檢查驗(yàn)收，對(duì)不合格的產(chǎn)品要及時(shí)進(jìn)行改正或更換。

（3）建議單幅施工，不允許出現(xiàn)接頭。

（4）要高度重視施工工藝要求，嚴(yán)格按照施工工藝標(biāo)準(zhǔn)和安裝工序進(jìn)行施工。

（5）在施工時(shí)應(yīng)對(duì)伸縮縫的混凝土做配比試驗(yàn)，一定要采用高標(biāo)號(hào)的纖維混凝土并保證混凝土的密實(shí)，同時(shí)不要提前開放交通，要確?；炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

（6）要嚴(yán)格控制伸縮縫處的平整度，保證伸縮縫表面標(biāo)高與兩側(cè)路面標(biāo)高一致。

（7）要確保型鋼和預(yù)埋鋼筋的有效錨固，保證錨固件的焊接質(zhì)量。

（8）伸縮縫的定位鋼筋要依據(jù)安裝時(shí)測(cè)定的氣溫計(jì)算伸縮縫的量來調(diào)整兩塊定位角鋼之間的距離。并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。

（9）澆筑混凝土前應(yīng)將伸縮縫隙填塞，防止?jié)仓炷習(xí)r將縫隙或梁端堵死，影響伸縮。

（10）在施工時(shí)若發(fā)現(xiàn)梁板端部存在較大的參差不齊或在清除原伸縮裝置時(shí)有被損壞的部位的情況，應(yīng)及時(shí)作出補(bǔ)救處理，以保證有足夠的伸縮縫隙，并避免新安裝的伸縮裝置出現(xiàn)懸空等不合理的問題。

（11）在伸縮縫的更換施工中，要充分利用原伸縮縫的預(yù)埋鋼筋，并根據(jù)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的要求補(bǔ)足所需要的錨固鋼筋。

4．3 建設(shè)管理方面

（1）建議伸縮縫單獨(dú)招標(biāo)，選擇信譽(yù)良好、實(shí)體工程質(zhì)量?jī)?yōu)異的生產(chǎn)廠商，并要求招標(biāo)工作盡可能提前，由伸縮縫廠家提供專業(yè)化的施工。

（2）建議由伸縮縫廠家對(duì)橋梁預(yù)埋件設(shè)計(jì)進(jìn)行校核，并根據(jù)伸縮縫型號(hào)調(diào)整預(yù)埋件。

（3）給廠家足夠的加工和安裝時(shí)間，確保工程質(zhì)量。

（4）建立業(yè)主、監(jiān)理、施工單位各方的責(zé)任制，落實(shí)責(zé)任到人，制定專業(yè)化的檢驗(yàn)表格，從材料進(jìn)場(chǎng)、鋼筋焊接、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)，層層嚴(yán)把工程質(zhì)量關(guān)。

（5）規(guī)范梁板的施工安裝，確保給伸縮縫安裝留下適當(dāng)?shù)拈g距。

4．4 養(yǎng)護(hù)方面

（1）加強(qiáng)對(duì)伸縮縫的日常檢查，尤其是溫度變化較大時(shí)應(yīng)加大檢查頻率，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

（2）及時(shí)清理伸縮縫垃圾，防止因伸縮縫堵塞而影響正常使用功能。

（3）對(duì)鋼構(gòu)件及時(shí)進(jìn)行防銹處理，延長(zhǎng)伸縮縫的使用壽命。

（4）及時(shí)修復(fù)和更換破損伸縮縫。針對(duì)型鋼伸縮縫的病害，目前所采取的措施主要是修復(fù)破損混凝土，更換異型鋼和老化橡膠條等。

（5）對(duì)不適用的伸縮縫及時(shí)進(jìn)行更換。如發(fā)現(xiàn)梳齒型伸縮縫病害后，原施工單位采用了焊接安裝螺栓，澆注環(huán)氧樹脂加固，但加固效果不佳，維持時(shí)間較短。最后將全部梳齒型伸縮縫更換為120異型鋼單縫式伸縮縫和160模數(shù)式伸縮縫。

（6）及時(shí)清理梁端垃圾，使橋梁處于正常受力狀態(tài)。

（7）加強(qiáng)對(duì)超載車的控制，減少重車對(duì)伸縮縫的破壞。

5 結(jié)語(yǔ)

及時(shí)開展橋梁伸縮縫調(diào)查，科學(xué)地分析橋梁伸縮縫病害，總結(jié)相關(guān)防治措施，有助于正確地指導(dǎo)橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)、施工和建設(shè)養(yǎng)護(hù)，提高橋梁伸縮縫的使用壽命，降低后期養(yǎng)護(hù)成本，確保橋梁運(yùn)營(yíng)安全。

［1］ 蒙 云，盧 波．橋梁加固與改造［M］．北京：人民交通出版社，2005．

［2］ 李楊海，程潮洋，鮑衛(wèi)剛，等．公路橋梁伸縮裝置實(shí)用手冊(cè)［M］．北京：人民交通出版社，2007．

［3］ 張宜飛．公路橋梁伸縮裝置常見病害原因及防治［J］．建筑與工程，2008（1）：109，134．