公路橋梁伸縮縫常見病害成因分析及養(yǎng)護(hù)管理措施

程翔

摘要：受到設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境、行車荷載等方面的影響，公路橋梁伸縮縫在長期使用過程中不可避免的會出現(xiàn)破損病害，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和行車的舒適性。這就需要結(jié)合伸縮縫病害產(chǎn)生原因、危害程度，采取有效的伸縮縫修補(bǔ)措施，為公路行車的暢通提供保障。采用橋梁伸縮縫快速更換技術(shù)，加上對施工方案和施工隊伍進(jìn)行合理的組織，能夠確保在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)公路行車的暢通。

關(guān)鍵詞：公路橋梁 伸縮縫 常見病害 養(yǎng)護(hù)管理

中圖分類號：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

正文：

公路橋梁作為我國交通體系的重要組成部分，車流量較大，車速高，重載、超載車輛多。經(jīng)過長期使用，加上受到復(fù)雜環(huán)境條件的影響，公路橋梁伸縮縫不可避免的會出現(xiàn)破損，嚴(yán)重影響到了橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和行車的舒適性。采用常規(guī)的伸縮縫更換方法所需工期長，影響整個高速公路的暢通。為了保證在最短的時間內(nèi)完成伸縮縫修補(bǔ)和更換，必須采取一系列橋梁伸縮縫快速修補(bǔ)和更換技術(shù)，以保證公路的暢通。

正文：

1.公路橋梁伸縮縫的分類

橋梁伸縮縫的種類較為復(fù)雜， 根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對伸縮縫的分類也是多種多樣。 通常按照伸縮裝置與構(gòu)造的特點(diǎn)來劃分， 可將伸縮裝置分為以下幾種： a）對接式伸縮裝置； b）鋼制文承式伸縮裝置； c）組合剪切式（板式）橡膠伸縮裝置； d）模數(shù)支承式伸縮裝置； e）無縫式（暗縫型）伸縮裝置（主要類型有GP型、 TST彈塑體、 EPBC彈塑體等）。

２伸縮縫病害類型及產(chǎn)生的原因

２.１伸縮縫常見的病害類型及成因

型鋼伸縮縫變形，是由于橡膠止水帶破損、錨固區(qū)混凝土碎裂、網(wǎng)裂、型鋼伸縮縫嚴(yán)重變形、伸縮縫焊縫斷裂。伸縮縫橡膠損壞，主要因為鉚釘松動、橡膠板變形、斷裂等。伸縮縫堵塞，主要因為沙石等雜物的積累，導(dǎo)致伸縮縫喪失自由漲縮的性能，溫度升高時主梁不能自由伸展，嚴(yán)重時梁與梁之間的推力會導(dǎo)致主梁的頂起或橋臺背墻開裂。伸縮縫過窄，是由于安裝時伸縮縫的寬度不適當(dāng)，致使預(yù)留壓縮量不夠，伸縮縫出現(xiàn)擠死，隨著內(nèi)應(yīng)力增大最終擠壞伸縮縫體混凝土，造成橋面出現(xiàn)坑槽等。伸縮縫高差，主要由于橋臺沉陷、安裝誤差以及支座墊石碎裂等，造成橋梁一側(cè)低于路面一側(cè)，形成橋頭跳車現(xiàn)象，又由于橋頭跳車在伸縮縫附近引起較大的沖擊荷載，導(dǎo)致伸縮縫破損。

２.２設(shè)計方面的原因

安裝時，開口預(yù)留伸長長度不夠，導(dǎo)致橡膠條容易拉斷，當(dāng)橋面雨水下漏時，支座等金屬結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)銹蝕，臺背與梁頭之間雜物進(jìn)入，容易擠壞臺背和梁頭。伸縮縫兩側(cè)的型鋼高程不統(tǒng)一，此外型鋼剛度不夠，在安裝使用過程致使型鋼出現(xiàn)變形。伸縮量計算不準(zhǔn)確，忽視了伸縮裝置的實際溫度對其自身的影響，伸縮裝置自身很難甚至無法調(diào)整初始位移量，伸縮縫選型不當(dāng)且伸縮距過小，致使伸縮裝置破損。把伸縮裝置的錨固件安裝在橋面鋪裝層中，與主梁或板連接的部分不足，出現(xiàn)力的分布不均影響傳遞，微小的變形可能演變成大的位移，最終削弱了混凝土粘結(jié)力。使用新型伸縮裝置，選用粘結(jié)或橡膠材料等材料和結(jié)構(gòu)不當(dāng)?shù)难b置，缺乏完善的防水和排水設(shè)施，導(dǎo)致錨固件受腐蝕，從而腐蝕梁端和支座。

２.３施工方面的原因

施工時，缺乏安裝臺背和梁頭的預(yù)留鋼筋，或預(yù)留錨固筋被運(yùn)料車輛壓壞，削弱了伸縮縫的鋼筋與伸縮裝置預(yù)留的錨固筋連接性，混凝土澆筑后，伸縮縫整體剛度出現(xiàn)不足，在高速重載車的作用下，混凝土容易松散損壞，甚至破壞瀝青混凝土路面。伸縮裝置兩側(cè)的水泥及瀝青混凝土碾壓不夠密實，鋪裝層結(jié)合不好，導(dǎo)致混凝土開裂或脫落，最終破壞伸縮裝置性能。施工時，橡膠密封膠條施工不嚴(yán)密或鉚釘松動；橡膠密封膠條出現(xiàn)破損，嚴(yán)重時變形或斷裂。此外，安裝時伸縮縫兩端伸入護(hù)欄基座部分的抑角過小甚至沒抑角，出現(xiàn)嚴(yán)重漏水。施工人員不重視橋梁伸縮裝置的施工工藝，沒有嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)、安裝程序及操作要求進(jìn)行施工，影響了伸縮裝置的正常運(yùn)作。現(xiàn)場澆筑混凝土?xí)r，澆筑不密實，甚至出現(xiàn)蜂窩或空洞情況，導(dǎo)致路面承載力不足，車輛通行時由于振動產(chǎn)生沖擊力，迅速加大了伸縮裝置錨固系統(tǒng)和過渡段混凝土的承載力，在產(chǎn)生的高頻振動作用及反復(fù)的車輛瞬時荷載作用下，伸縮裝置錨固混凝土由于彈性不足而被破壞，在反復(fù)動載震動下，錨固裝置會出現(xiàn)變形并脫離混凝土，最終被破壞。施工人員為了趕竣工通車，在最后的伸縮裝置安裝工序中，往往忽視內(nèi)部質(zhì)量，致使伸縮裝置錨固鋼筋的焊接不夠牢固，甚至出現(xiàn)遺漏預(yù)埋鋼筋的情況，人為進(jìn)行梁端伸縮縫間距的放大或縮小，致使定位角鋼位置不準(zhǔn)確，導(dǎo)致伸縮縫存在質(zhì)量隱患。伸縮裝置安裝檢查項目，見表１所列。

２.４養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的影響

原來的公路橋梁鋪裝層由于長期使用出現(xiàn)老化，缺乏定時的檢查維護(hù)，導(dǎo)致路橋的破壞逐漸擴(kuò)展。進(jìn)入伸縮裝置的砂土、雜物堆積，缺乏清理和維護(hù)，不能保證原設(shè)計的伸縮量。隨著車流量增加，車輛荷載及車輛的沖擊作用，必然增加原有的橋梁超載量，最終威脅到橋梁伸縮裝置的有效使用和耐久性。自然氣候?qū)ι炜s裝置的影響，如地震等其他惡劣氣候條件。

３伸縮縫損壞帶來的危害

伸縮縫的早期破壞，首先主要反映到橋面上，例如橋面出現(xiàn)坑槽，車輛通行時特別是夜晚行車，安全因素極低，降低了橋面的通行能力，造成不安全影響；其次，當(dāng)伸縮縫出現(xiàn)擠死時，較輕時會頂壞臺背耳墻，嚴(yán)重時會擠壞梁頭，大梁報廢。若伸縮縫橡膠條損壞，路面的沙石、雜物就會掉進(jìn)伸縮縫或卡在縫內(nèi)，當(dāng)氣溫發(fā)生變化時，位移時會擠壞梁頭或臺背；橡膠條損壞或斷裂，下暴雨時大量雨水便順著縫流入沒有全防的橋頭護(hù)坡，使護(hù)坡出現(xiàn)大量的水毀情況。

４伸縮縫病害的防治與養(yǎng)護(hù)

４.１縮縫病害的防治方法

４.１.１計算橋梁伸縮溫度取值，確定安裝預(yù)留量

大多數(shù)的公路橋梁，都是建設(shè)在外露的自然環(huán)境中，受到自然條件的影響，包括吸收和釋放太陽輻射、受周圍氣候溫度變化影響及空氣流動等影響，公路橋梁的溫度基本在不斷變化，所以，完工后的公路橋梁，不管是否通車運(yùn)作，均是處于一個動態(tài)狀態(tài)下。

４.１.２正確計算橋梁伸縮量

進(jìn)行橋梁伸縮縫選型時，常以ＸＦⅡ－系列作為依據(jù)，選型時考慮的因素：①溫度取值。②混凝土的徐變、混凝土的收縮系數(shù)。③橋端部轉(zhuǎn)角與Ｋ值的關(guān)系、材料膨脹系數(shù)。④橋面積溫等因素３０％富余量以及混凝土的彈性模量。安裝時，伸縮縫屆時的溫度的取值，在最高有效溫度Ｔｍａｘ和最低有效溫度Ｔｍｉｎ范圍內(nèi)，隨著溫度的變化，伸縮縫會伸長或收縮，伸縮縫的變化量計算如下：

ΔＬｔ＝（Ｔｍａｘ－Ｔｍｉｎ）αＬ（１）ΔＬｔ（＋）＝（Ｔｍａｘ－Ｔｓｅｔ）αＬ（２）ΔＬｔ（－）＝（Ｔｓｅｔ－Ｔｍｉｎ）αＬ（３）

其中，ΔＬｔ表示隨溫度變化取得的橋梁總伸縮量；ΔＬｔ（＋）表示隨溫度變化取得的橋梁伸長量；ΔＬｔ（－）表示隨溫度變化取得的橋梁收縮量；Ｔｓｅｔ是伸縮縫安裝時的溫度值；α表示材料膨脹系數(shù)；混凝土材料，α＝１０×１０－６；Ｌ表示所計算梁體的長度。

４.２伸縮縫的養(yǎng)護(hù)措施

水泥混凝土澆筑結(jié)束后，應(yīng)該覆蓋麻布袋，定時灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)至少７ｄ。養(yǎng)護(hù)期間禁止通車。養(yǎng)護(hù)后，水泥混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的１／２后，才能安裝橡膠密封條，安裝前必須清理干凈縫內(nèi)充當(dāng)模板的泡沫板、纖維板、漏漿的混凝土硬塊等雜物后，才能嵌入橡膠條。設(shè)計時，應(yīng)選用合適的伸縮縫裝置，２０ｍ以下小跨徑的中小橋不需設(shè)置伸縮縫，中、小橋選用Ｗ型伸縮裝置為宜，實踐證明Ｗ型、Ｖ型或空心板型的橡膠體都適合使用，病害的不在于橡膠體而在于整個伸縮裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計是否合理。施工時施工人員要重視施工工藝，并嚴(yán)格按施工工藝標(biāo)準(zhǔn)及安裝程序進(jìn)行。在養(yǎng)護(hù)管理方面，要及時清理伸縮裝置上的雜物，對于損壞或老化的構(gòu)件要及時維修或更換；相關(guān)部門應(yīng)有效控制橋梁的車輛超載行駛現(xiàn)象；定期對邊梁與橋面鋪裝連接處進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有損壞、裂縫或滲漏現(xiàn)象要及時修補(bǔ)，確保伸縮裝置與梁、板間的錨固強(qiáng)度；定期對伸縮裝置頂面檢查，看其是否平整，如有異常要認(rèn)真檢查滑動承壓支座和滑動壓緊支座，如有損壞要及時更換。車輛通行后，要定期進(jìn)行伸縮縫的養(yǎng)護(hù)和維修，這是確保伸縮裝置正常運(yùn)作和延長其使用壽命的重要措施。定期清理伸縮縫內(nèi)的沙石等雜物，避免雜物阻塞或損傷密封橡膠，確保伸縮裝置受力時的自由伸縮，發(fā)現(xiàn)橡膠帶破損的要及時更換；定期檢查邊梁與路面連接處，如出現(xiàn)損壞或裂隙應(yīng)及時修補(bǔ)［１０］。

5.結(jié)語

綜上所述， 公路橋梁伸縮縫質(zhì)量對公路橋梁結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性有著顯著的影響， 做好伸縮縫的養(yǎng)護(hù)與加固工作是提升公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作成效的關(guān)鍵之一。 公路橋梁伸縮縫的養(yǎng)護(hù)管理應(yīng)防治結(jié)合， 在加強(qiáng)日常巡查、 檢查的基礎(chǔ)上， 就產(chǎn)生的伸縮縫病害采取合理有效的加固措施， 以此保障伸縮縫性能， 提升公路橋梁的結(jié)構(gòu)安全性和行車舒適度。

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