城市橋梁伸縮縫損壞原因分析與維護(hù)

【摘 要】 伸縮縫是城市橋梁結(jié)構(gòu)承擔(dān)最大動(dòng)力荷載的附件。在結(jié)構(gòu)中，各種力及各種侵蝕都直接作用與伸縫上。它直接承受車(chē)輪荷載的動(dòng)力作用、沖擊、疲勞、磨損和直接受到大氣、雨水、油污、泥砂等環(huán)境污染，是橋梁結(jié)構(gòu)中最易于損壞的部位，其性能的好壞直接影響行車(chē)效果和行車(chē)安全。因此，橋梁伸縮縫施工質(zhì)量是影響路面使用的重要一環(huán)，它的質(zhì)量是保證橋梁使用性能，提高行車(chē)舒適性具有重要的意義，必須引起高度重視。

【關(guān)鍵詞】 橋梁伸縮縫 伸縮縫類(lèi)型 損壞原因 維護(hù) 性能

一、橋梁伸縮縫的種類(lèi)和損壞原因

1 橋梁伸縮縫主要有以下三種形式：鋼板式伸縮縫、橡膠式伸縮縫、填塞式伸縮縫、土工布伸縮縫。

1.1 鋼板式伸縮縫

鋼板式伸縮縫有兩種形式：一是鋅鐵皮U型伸縮縫，其多用于人行道上，造價(jià)低，施工方便；二是搭接板式伸縮縫，其有一定的強(qiáng)度，可以承受較大車(chē)輪荷載，但耐久性、行駛性、吸震性很差。

損壞原因：鋼板式伸縮縫在90 年代以前主要用于變形量在4-10CM 以上中型橋梁：用一塊厚度為10MM 的鋼板搭在縫上，鋼板的一側(cè)焊在錨固于鋪裝層砼內(nèi)的角鋼上，另一側(cè)可沿對(duì)面縫上自由滑動(dòng)，這種縫不防水，平整度差；因鋼板一側(cè)固定，當(dāng)車(chē)輛通過(guò)時(shí)鋼板變形，發(fā)生拍擊現(xiàn)象使行車(chē)不暢及使結(jié)構(gòu)自身?yè)p壞。這種伸縮裝置目前已被徹底淘汰。

1.2 橡膠式伸縮縫

由于橡膠材料的密易性和吸震性，使得其防水性能和減少噪聲的性能較好，同時(shí)由于其施工工藝簡(jiǎn)單、伸縮量可以滿(mǎn)足一般大橋的需要，因此板式橡膠伸縮縫的適用范圍較為廣泛。主要有平放橡膠條、立放橡膠條、橡膠板式伸縮縫三種。其中以橡膠板式伸縮縫應(yīng)用較廣闊。其伸縮量在3-10CM，最大可達(dá)15-20cM。變形量較大的伸縮裝置通常采用橡膠與鋼板的組合結(jié)構(gòu)，其中橡膠條的數(shù)量視變形量大小確定。不需要現(xiàn)場(chǎng)拼接，沒(méi)有縫隙產(chǎn)生，平整度較好，損壞后維修較方便，有一定的優(yōu)點(diǎn)。

但是這種縫的使用壽命不長(zhǎng)，損壞原因：（1）橡膠板本身強(qiáng)度不高，抗疲勞性能差，自身易斷裂，雖然單個(gè)橡膠條內(nèi)加鋼板提高了單體的強(qiáng)度，但單體之間的聯(lián)接凸槽處無(wú)法添加鋼片，約90%以上破壞時(shí)從那里開(kāi)始的。（2）橡膠條夏天高溫膨脹后變寬，其殘余變形較大，橡膠板松馳，車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)起伏變形大，造成行車(chē)顛簸；而且由于拍擊現(xiàn)象橡膠板加速損壞。（3）橡膠板用螺栓固定一段時(shí)間后，螺栓松馳橡膠板上插孔變大也造成橡膠板松馳從而影響使用。（4）施工中橡膠板安裝不妥貼，平整度差，局部受力大造成損壞。（5）橡膠板另一最大缺點(diǎn)就是防水性能不好，橡膠板于周邊砼的接縫處，雨水下滲危害橋梁較為嚴(yán)重。

1.3 填塞式伸縮縫

這種伸縮縫的伸縮量較小，約為0-25mm，其所使用的材料多為油毛氈和瀝青，這種伸縮縫施工工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低，一般多見(jiàn)于小跨徑舊橋。

損壞原因：該伸縮縫在熱漲時(shí)填充物會(huì)被擠出，而冷縮時(shí)擠出的填料又不能復(fù)原，并且由于防水性會(huì)由于砂石雜物占據(jù)縫隙而受到破壞，同時(shí)會(huì)造成板體鋼筋銹蝕。使用年限較短。

1.4 土工布伸縮縫

土工布伸縮縫是鋅鐵皮U型伸縮縫的改良型，具備經(jīng)濟(jì)性、施工簡(jiǎn)易性及行車(chē)舒適性等優(yōu)點(diǎn)，理論上講優(yōu)于其他類(lèi)型的伸縮縫

二、城市橋梁伸縮縫的維護(hù)方法

1 城市橋梁伸縮縫的安裝施工是公路橋梁建設(shè)中一項(xiàng)極為重要的施工項(xiàng)目，安裝質(zhì)量的好壞直接影響到行車(chē)的平穩(wěn)性和舒適性、橋梁的服務(wù)質(zhì)量及使用年限。市政橋梁伸縮縫質(zhì)量是保證橋梁使用性能，國(guó)家安全的重要保障。所以維護(hù)其質(zhì)量至關(guān)重要。

1.1 伸縮縫結(jié)構(gòu)構(gòu)造

近年來(lái)橋梁跨度不斷的加大， 對(duì)伸縮縫提出了更高要求， 需要大位移伸縮縫， 板式橡膠制品顯然不能滿(mǎn)足要求， 鋼制式又很難做到密封不透水， 同時(shí)易對(duì)車(chē)輛造成沖擊， 因此利用吸震緩沖性能好又易密封的橡膠材料與強(qiáng)度高剛性好的異型鋼材相組合的伸縮縫成為大勢(shì)所趨。此類(lèi)伸縮縫具有共同點(diǎn)， 均由v形截面或其它形狀的橡膠密封條（帶） ， 嵌接于異型邊梁鋼和中梁鋼內(nèi)組成可伸縮的密封體， 異型鋼梁直接承受車(chē)輛荷載， 且可以隨意增加中梁鋼和橡膠密封條， 以組成各種伸縮量的產(chǎn)品； 它們的不同只是在承重異型鋼梁和傳遞伸縮力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式及原理上有差異， 異型鋼梁一般可采用鋼板或型鋼焊接而成， 也有擠壓成型， 熱軋整體成型等方式。

1.2 伸縮縫結(jié)構(gòu)材料

大量調(diào)查表明橋伸縮縫兩側(cè)鋪裝斷裂、啃邊、碎落的損壞， 分析其原因主要縫是由于兩側(cè)混凝土長(zhǎng)期受集中力作用而造成較大沖擊荷載大， 加之普通混凝土脆性大， 當(dāng)然不能承受。剛度和質(zhì)量是伸縮縫裝置選擇首要考慮的因素。此外，還應(yīng)考慮以下幾種因素：能夠滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺(tái)之間的位移；能夠保證車(chē)輛行駛平穩(wěn)、舒暢；能夠防止雨水和垃圾滲入；能夠抵抗機(jī)械磨損和碰撞，經(jīng)久耐用。目前， 高標(biāo)號(hào)的鋼纖維砼混凝土的利用， 提高了混凝土的抗折、抗拉強(qiáng)度， 且具有較好的抗沖擊性能和耐磨性能。高標(biāo)號(hào)混凝土的采用是為了減少水灰比， 一般采用減水劑， 鋼纖維增強(qiáng)混凝土是一種新型復(fù)合料， 具有優(yōu)良的抗裂性， 抗彎曲特性、耐沖擊性、耐疲勞性等特點(diǎn)， 特別適用于伸縮縫的使用。普通鋼材含碳量高的問(wèn)題， 結(jié)構(gòu)邊梁（即型鋼）具有鋼性強(qiáng)、柔性和耐磨性好的特點(diǎn)， 同時(shí)解決了結(jié)構(gòu)行車(chē)運(yùn)營(yíng)中疲勞及材料脆性問(wèn)題得以解決，鋼質(zhì)邊梁常采用16Mn的鋼軋制， 部面呈c形。伸縮縫密封橡膠條也得以改進(jìn)， 采用氯丁材料橡膠， 氯丁橡膠具有較強(qiáng)的抗沖擊能力、抗折強(qiáng)度、高耐磨性、自由折疊及密封性好的特點(diǎn)。錨固構(gòu)件： 有錨栓、錨環(huán)、錨板結(jié)構(gòu)3種， 常采用16Mn的鋼軋制， 同時(shí)根據(jù)橋面板設(shè)計(jì)厚度選用， 間距一般為20 cm， 由實(shí)際情況特定制造。

1.3 伸縮縫施工質(zhì)量

隨著城市交通迅猛發(fā)展， 伸縮縫設(shè)計(jì)原理和加工工藝也隨之發(fā)展， 各種伸縮縫推陳出新， 針對(duì)不同橋型、不同跨徑、不同等級(jí)、不同材料出現(xiàn)了不同類(lèi)型伸縮縫裝置， 雖然其安裝工藝千差萬(wàn)別， 但萬(wàn)變不離其宗， 最主要的一點(diǎn)施工質(zhì)量控制是關(guān)鍵。

首先注意環(huán)保在施工過(guò)程中必須把垃圾及時(shí)清理運(yùn)走， 不得隨意丟棄。對(duì)于空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等燃油動(dòng)力設(shè)備應(yīng)設(shè)置防漏油污染路面的措施， 保證不得二次污染路面。

施工時(shí)， 在確定槽口寬度后， 采用切割機(jī)切開(kāi)槽， 以保證新縫邊界的整齊和美觀， 然后用空壓機(jī)和風(fēng)鎬將舊縫膠體鑿除， 露出新鮮砼界面和必要的構(gòu)造鋼筋， 直至符合槽口需求， 特別是安裝前應(yīng)再次檢查和修改， 使之達(dá)到需要的寬度和深度， 并保證新舊砼的接合質(zhì)量。

在槽口和預(yù)埋鋼筋處理完畢后， 首先應(yīng)檢查伸縮縫的間隙是否符合安裝要求。根據(jù)伸縮縫中心線(xiàn)的位置， 將伸縮縫吊裝到位， 保證伸縮縫的頂面與路面標(biāo)高一致， 將伸縮縫吊入預(yù)留槽內(nèi)之后， 應(yīng)保證的縫隙寬度大于梁端縫隙寬度， 注意使之中心線(xiàn)與梁端預(yù)留間隙中心線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)。在保證其長(zhǎng)度與橋梁寬度一致時(shí)， 微調(diào)伸縮縫縫寬， 使各縱梁的縫隙均勻一致。伸縮縫正確就位后， 可以將伸縮縫一側(cè)的邊梁錨筋與預(yù)留槽內(nèi)預(yù)埋鋼筋進(jìn)行焊接， 為防止出現(xiàn)點(diǎn)焊， 應(yīng)適當(dāng)增加部分鋼筋， 以便將點(diǎn)焊接頭轉(zhuǎn)化為縫焊， 保證焊接質(zhì)量。

1.4 加強(qiáng)伸縮縫施工過(guò)程控制

在橋梁施工中，應(yīng)注意與伸縮縫安裝有關(guān)的預(yù)埋、預(yù)留，做到安裝準(zhǔn)確，焊接牢固；安裝最好選擇在氣溫偏低時(shí)進(jìn)行；安裝前要徹底清理橋端縫隙中的雜物，槽口清理尺寸要夠，沖洗要干凈。要注意焊接順序，焊接長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求；伸縮縫錨固區(qū)混凝土澆筑上應(yīng)采用早強(qiáng)混凝土，盡量減少施工產(chǎn)生的交通的影響，盡早開(kāi)放交通。

結(jié)束語(yǔ)：

伸縮縫是橋梁的薄弱位置和關(guān)鍵部位， 伸縮縫裝置應(yīng)滿(mǎn)足自由伸縮、平整度、可靠性、施工方便性的特點(diǎn)， 所以對(duì)于伸縮縫的設(shè)計(jì)和設(shè)置絕不能簡(jiǎn)單從事， 而要選用最有抵抗能力、易于安裝、便于養(yǎng)護(hù)、最經(jīng)濟(jì)并能滿(mǎn)足平整度要求的伸縮縫裝置， 充分發(fā)揮出其良好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

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