城市橋梁伸縮縫損壞原因分析與維護

【摘 要】 伸縮縫是城市橋梁結(jié)構(gòu)承擔(dān)最大動力荷載的附件。在結(jié)構(gòu)中，各種力及各種侵蝕都直接作用與伸縫上。它直接承受車輪荷載的動力作用、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效果和行車安全。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 伸縮縫類型 損壞原因 維護 性能

一、橋梁伸縮縫的種類和損壞原因

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，造價低，施工方便；二是搭接板式伸縮縫，其有一定的強度，可以承受較大車輪荷載，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)可沿對面縫上自由滑動，這種縫不防水，平整度差；因鋼板一側(cè)固定，當(dāng)車輛通過時鋼板變形，發(fā)生拍擊現(xiàn)象使行車不暢及使結(jié)構(gòu)自身損壞。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，同時由于其施工工藝簡單、伸縮量可以滿足一般大橋的需要，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)場拼接，沒有縫隙產(chǎn)生，平整度較好，損壞后維修較方便，有一定的優(yōu)點。

但是這種縫的使用壽命不長，損壞原因：（1）橡膠板本身強度不高，抗疲勞性能差，自身易斷裂，雖然單個橡膠條內(nèi)加鋼板提高了單體的強度，但單體之間的聯(lián)接凸槽處無法添加鋼片，約90%以上破壞時從那里開始的。（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，車輛經(jīng)過時起伏變形大，造成行車顛簸；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單，造價低，一般多見于小跨徑舊橋。

損壞原因：該伸縮縫在熱漲時填充物會被擠出，而冷縮時擠出的填料又不能復(fù)原，并且由于防水性會由于砂石雜物占據(jù)縫隙而受到破壞，同時會造成板體鋼筋銹蝕。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)濟性、施工簡易性及行車舒適性等優(yōu)點，理論上講優(yōu)于其他類型的伸縮縫

二、城市橋梁伸縮縫的維護方法

1 城市橋梁伸縮縫的安裝施工是公路橋梁建設(shè)中一項極為重要的施工項目，安裝質(zhì)量的好壞直接影響到行車的平穩(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，國家安全的重要保障。所以維護其質(zhì)量至關(guān)重要。

1.1 伸縮縫結(jié)構(gòu)構(gòu)造

近年來橋梁跨度不斷的加大， 對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足要求， 鋼制式又很難做到密封不透水， 同時易對車輛造成沖擊， 因此利用吸震緩沖性能好又易密封的橡膠材料與強度高剛性好的異型鋼材相組合的伸縮縫成為大勢所趨。此類伸縮縫具有共同點， 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機構(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：能夠滿足上部結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺之間的位移；能夠保證車輛行駛平穩(wěn)、舒暢；能夠防止雨水和垃圾滲入；能夠抵抗機械磨損和碰撞，經(jīng)久耐用。目前， 高標(biāo)號的鋼纖維砼混凝土的利用， 提高了混凝土的抗折、抗拉強度， 且具有較好的抗沖擊性能和耐磨性能。高標(biāo)號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， 特別適用于伸縮縫的使用。普通鋼材含碳量高的問題， 結(jié)構(gòu)邊梁（即型鋼）具有鋼性強、柔性和耐磨性好的特點， 同時解決了結(jié)構(gòu)行車運營中疲勞及材料脆性問題得以解決，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， 采用氯丁材料橡膠， 氯丁橡膠具有較強的抗沖擊能力、抗折強度、高耐磨性、自由折疊及密封性好的特點。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， 同時根據(jù)橋面板設(shè)計厚度選用， 間距一般為20 cm， 由實際情況特定制造。

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)計原理和加工工藝也隨之發(fā)展， 各種伸縮縫推陳出新， 針對不同橋型、不同跨徑、不同等級、不同材料出現(xiàn)了不同類型伸縮縫裝置， 雖然其安裝工藝千差萬別， 但萬變不離其宗， 最主要的一點施工質(zhì)量控制是關(guān)鍵。

首先注意環(huán)保在施工過程中必須把垃圾及時清理運走， 不得隨意丟棄。對于空壓機、發(fā)電機等燃油動力設(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， 在確定槽口寬度后， 采用切割機切開槽， 以保證新縫邊界的整齊和美觀， 然后用空壓機和風(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， 注意使之中心線與梁端預(yù)留間隙中心線對準(zhǔn)。在保證其長度與橋梁寬度一致時， 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)埋鋼筋進行焊接， 為防止出現(xiàn)點焊， 應(yīng)適當(dāng)增加部分鋼筋， 以便將點焊接頭轉(zhuǎn)化為縫焊， 保證焊接質(zhì)量。

1.4 加強伸縮縫施工過程控制

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進行；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，焊接長度應(yīng)滿足規(guī)范要求；伸縮縫錨固區(qū)混凝土澆筑上應(yīng)采用早強混凝土，盡量減少施工產(chǎn)生的交通的影響，盡早開放交通。

結(jié)束語：

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

參考文獻

[1] 張景會，楊晨霞，蘇國宏.橋梁伸縮縫損壞原因及防治[J].中國市政工程，2004，（2）： 24～25

[2] 杜曉玲.淺談公路橋梁伸縮縫施工工藝[J].山西建筑，2009，（1）

[3] 鄧漢生.橋梁伸縮縫問題的探討與研究概述[N]. 廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010（9）