公路橋梁伸縮縫破損問題研究

孫玉倫

【摘 要】橋梁伸縮縫作為橋梁的一個(gè)重要的附屬結(jié)構(gòu)對(duì)行車和整體使用壽命有很大影響。目前常用的類型主要有毛勒縫、齒口鋼板縫、板式橡膠縫、U型鋅鐵皮、TST彈縮體碎石等，其作用在于調(diào)節(jié)由于外界氣溫的變化、砼的徐變及砼的干燥收縮等因素所引起的上部結(jié)構(gòu)之間的位移和上部結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)結(jié)。它還直接承受著車輪荷載的反復(fù)沖擊，是橋梁結(jié)構(gòu)中最容易遭受破壞的部位。橋梁伸縮縫破壞后接縫處下沉，銜接處路面損壞，從而出現(xiàn)高低不同的臺(tái)階，造成通過的車輛產(chǎn)生跳車，使車上人員感到不適，甚至引發(fā)交通事故，影響了公路橋梁的正常運(yùn)營(yíng)。本文分析橋梁伸縮縫的破損原因及改進(jìn)措施，從施工安裝、養(yǎng)護(hù)等方面詳細(xì)介紹了確保公路橋梁伸縮縫質(zhì)量，從而延長(zhǎng)伸縮縫使用壽命。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；伸縮縫破損；施工安裝；養(yǎng)護(hù)

1.伸縮裝置破壞的原因分析

盡管在設(shè)計(jì)計(jì)算上充分的考慮了影響伸縮量的諸多因素，但橋梁伸縮縫主要設(shè)置在梁端等構(gòu)造薄弱部位，不但直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊作用，而且長(zhǎng)期暴露于大自然中，使用環(huán)境比較惡劣，極易造成伸縮縫的破損并引起橋梁橋面和梁板的破壞。而且，該位置往往也是橋梁結(jié)構(gòu)中最難修補(bǔ)的部位。一般來講，橋梁接縫是橋面上的不連續(xù)線，該處的剛度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于兩邊混凝土梁的剛度，行車過程中要經(jīng)受嚴(yán)重的沖擊作用，而沖擊作用是和車的質(zhì)量及行車速度的乘積成正比，因此，當(dāng)有重車高速行駛時(shí)，對(duì)橋面接縫的損害尤為嚴(yán)重。和沖擊相伴隨的還有振動(dòng)，由于施工等原因，橋面接縫處往往不平整，在車輛荷載的反復(fù)作用下，引起的車輛沖擊力和梁板振動(dòng)十分嚴(yán)重，從而加速了接縫處的進(jìn)一步破壞。梁板的端部在車輛荷載的作用下產(chǎn)生豎向位移，橋面接縫裝置因此需承受反復(fù)的垂直剪切作用；另外，在活載的作用下，梁端由于梁身彎曲還要發(fā)生轉(zhuǎn)角位移，使接縫承受反復(fù)的彎曲作用，從而導(dǎo)致接縫經(jīng)常由于經(jīng)不起疲勞的考驗(yàn)而破壞。此外，橋面滲水也是導(dǎo)致橋梁接縫和構(gòu)件破壞的一個(gè)主要原因，尤其在北方地區(qū)，因采用除雪劑除雪造成橋面水具有一定的腐蝕性，橋面水主要通過接縫處滲入進(jìn)而造成伸縮縫的鋼導(dǎo)梁、橋面連續(xù)鋼筋和梁端、支座、墩臺(tái)帽的腐蝕和破壞。由于橋面接縫的破壞，不但造成橋上行車遇縫必跳，行車的舒適性大大降低，同時(shí)也導(dǎo)致如伸縮縫、支座、梁體的破壞，結(jié)構(gòu)的耐久性降低，為此不得不在后期投入大量的人力和財(cái)力進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修，同時(shí)也給路上的正常交通帶來很大的干擾和危害。

2.改進(jìn)和預(yù)防措施

（1）改進(jìn)發(fā)展各種高效的伸縮縫以及支座產(chǎn)品。目前，公路橋梁上的伸縮縫普遍取消或改進(jìn)了以往的橡膠板式伸縮縫（部分地方道路上的橋梁還在使用）而代之以性能改良的仿毛勒式縫和組合式的w 或V型伸縮縫和梳形伸縮縫，近年來應(yīng)用較多的TST伸縮縫設(shè)計(jì)也比較合理，但在北方寒冷地區(qū)性能不太穩(wěn)定。另外，改良后的板式伸縮縫經(jīng)部分省市的實(shí)驗(yàn)，效果也較理想。

（2）盡可能的減少橋面接縫數(shù)量，加大橋面的連續(xù)長(zhǎng)度，采用柔性墩臺(tái)增加墩頂橋面連續(xù)，盡量減少伸縮縫的數(shù)量，這樣所有中間支點(diǎn)上是完全連續(xù)的，只在梁端與橋臺(tái)之間設(shè)置伸縮縫。由于溫度水平力的影響，遠(yuǎn)離位移零點(diǎn)的橋墩比靠近位移零點(diǎn)的橋墩發(fā)生的位移要大，往往會(huì)導(dǎo)致墩底部的開裂，因此可將那些遠(yuǎn)離橋中線的墩頂?shù)南鹉z支座改為滑板支座。橋面連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)是減少了橋面伸縮縫數(shù)量，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，伸縮縫的維修費(fèi)用少，行車橋面平順。

（3）采用高強(qiáng)、耐腐蝕的混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)，包括橋面鋪裝采用高標(biāo)號(hào)混凝土或鋼纖維混凝土，提高其抗沖擊和抗裂能力，對(duì)容易遭受鹽水腐蝕的橋梁結(jié)構(gòu)，混凝土中摻加一定數(shù)量的活性添加劑，以改善和提高其抗腐蝕性能，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.嚴(yán)格控制施工安裝過程

（1）切縫之前必須對(duì)瀝青面層的平整度進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)實(shí)際平整度情況考慮是否適當(dāng)擴(kuò)大切割面的寬度（要求一邊最多比設(shè)計(jì)要求加寬30cm），如果加大切割寬度后路面平整度仍達(dá)不到伸縮縫安裝要求，要求對(duì)該處路面進(jìn)行返工處理，合格后，根據(jù)施工圖紙要求確定開槽寬度，準(zhǔn)確放樣，打上線用切割機(jī)割縫，鋸縫線以外的瀝青混凝土路面，用貼膠帶紙或加蓋塑料布進(jìn)行保護(hù)，以防止鋸縫時(shí)產(chǎn)生的粉末污染路面。 鋸縫應(yīng)整齊、順直，并注意把瀝青砼路面切透，以免開槽時(shí)縫外的瀝青砼松動(dòng)。

（2）用風(fēng)鎬開槽時(shí)，深度不應(yīng)小于12cm，開槽后應(yīng)對(duì)槽內(nèi)的砼進(jìn)行打毛處理，把所有雜物清除干凈，以保證新老砼的有效結(jié)合。如發(fā)現(xiàn)梁與梁之間的間隙不符合要求（大于或小于規(guī)定范圍），應(yīng)采取措施加以處理，并理順、扶直槽內(nèi)的預(yù)埋筋及錨固筋，對(duì)預(yù)埋筋應(yīng)進(jìn)行除銹處理，同時(shí)對(duì)原來梁板或橋臺(tái)預(yù)埋鋼筋不足的地方，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)打足夠數(shù)量的膨脹螺栓，以確保型鋼的安裝質(zhì)量。開槽后應(yīng)禁止車輛通行，禁止施工人員及其他人員在槽兩側(cè)邊緣踩踏，影響砼施工質(zhì)量。

（3）伸縮裝置安裝前，當(dāng)安裝時(shí)的氣溫與出廠時(shí)的溫度有較大出入時(shí)，必須調(diào)整組裝定位空隙值，伸縮定位寬度允許誤差為±2mm，要求誤差為統(tǒng)一符號(hào)，禁止一條縫在不同的位置上同時(shí)出現(xiàn)正負(fù)誤差。

（4）安裝時(shí)在順橋向伸縮裝置的中心線應(yīng)與橋梁中心線向重合，并對(duì)稱放置于伸縮間隙上，使其頂面高度與橋梁路面標(biāo)高（縱坡、橫坡）向吻合后墊平。正確就位后，將伸縮裝置上的錨固筋與梁、板、橋臺(tái)上的預(yù)埋筋進(jìn)行牢固焊接。焊接時(shí)注意焊接的部位和方法，防止伸縮裝置的邊梁和中梁變形。型鋼定位后采用分段點(diǎn)焊加固的方法，以免型鋼過熱產(chǎn)生變形，宜分層焊接，先焊頂面，再焊?jìng)?cè)面，最后焊接低面。

（5）砼澆筑前，定位錨固鋼筋和橋面面層鋼筋必須安裝合格，并用水對(duì)槽內(nèi)垃圾進(jìn)行二次沖洗和清理。為防止?jié)仓r(shí)把間隙堵死，影響伸縮，應(yīng)將伸縮間隙處用泡沫塑料填充。安裝必要模板，在預(yù)留槽內(nèi)對(duì)稱澆筑砼，并防止砼滲入位移箱內(nèi)，也不允許濺填在密封橡膠帶縫中及表面上，如發(fā)生此類現(xiàn)象應(yīng)立即清理。砼澆筑時(shí)坍落度應(yīng)控制在30mm以內(nèi)，并振搗密實(shí)，平整無蜂窩，特別是對(duì)一些死角的地方，更應(yīng)注意混凝土的振搗密實(shí)性。之后用刮桿將混凝土表面刮平，平整度一般應(yīng)控制在低于路面標(biāo)高2mm（不要超過2mm）即位于-2～0mm之間。

4.加強(qiáng)伸縮縫的養(yǎng)護(hù)

正常的維修、養(yǎng)護(hù)是保證伸縮裝置正常工作、減少破壞、延長(zhǎng)使用壽命和防止橋梁伸縮縫處跳車的必不可少的重要環(huán)節(jié)。為此，養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)做到以下工作：

（1）做好施工過程中的養(yǎng)生。砼初凝前用毛刷拉毛，初凝后及時(shí)覆蓋麻袋或土工布進(jìn)行灑水養(yǎng)生，時(shí)間≥7d，同時(shí)養(yǎng)生期間應(yīng)派專人實(shí)行交通管制，待強(qiáng)度達(dá)到70%時(shí)，用專用工具安裝橡膠密封帶。

（2）經(jīng)常清掃密封橡膠帶中積存的泥沙、碎石等公路垃圾，防止伸縮裝置受阻，經(jīng)常檢查密封橡膠帶有無破損，發(fā)現(xiàn)破損應(yīng)及時(shí)與生產(chǎn)廠家聯(lián)系更換。

（3）經(jīng)常檢查梁端與橋面鋪裝連接處及槽區(qū)內(nèi)的砼是否損壞或裂縫，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，以免影響伸縮裝置與梁、板間的錨固強(qiáng)度。

（4）對(duì)伸縮縫附近凸凹不平，平整度損壞處，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

總之，嚴(yán)格控制橋梁伸縮縫施工安裝過程，加強(qiáng)伸縮縫的養(yǎng)護(hù)，從伸縮縫的安裝施工、養(yǎng)護(hù)原則等幾方面，以預(yù)防為主，采取有效的防治措施，確保橋梁伸縮縫的各項(xiàng)質(zhì)量，可以延長(zhǎng)伸縮縫壽命，從而橋梁的服務(wù)質(zhì)量也可得到大大提高。

【參考文獻(xiàn)】

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