公路橋梁伸縮縫的破壞類型及成因分析

沈維宏，劉元德，廖秀敏

（甘肅省張掖公路分局，甘肅 張掖734000）

1 公路橋梁伸縮縫的類型

1.1 簡易伸縮縫

簡易伸縮縫主要是U形鋅鐵皮伸縮縫，一般用于中、小跨徑的橋梁，在G30線山臨、臨清段主要用于車流量較小的天橋，此類伸縮縫能適應的變形量在20～40mm以內。

1.2 橡膠伸縮縫

橡膠伸縮縫在橋梁工程中廣泛應用，此類伸縮縫采用不同斷面形式的橡膠帶（或橡膠板）作為嵌縫材料，可分為嵌固對接式和填塞對接式兩類，利用橡膠的彈性和易于膠黏的性能，能滿足伸縮縫的變形要求，且具備防水功能，施工及養(yǎng)護維修也很方便，適用于伸縮量在60mm以下的公路橋梁。

1.3 鋼板伸縮縫

鋼板伸縮縫的伸縮體為橡膠、鋼板一體，用鋼材作為跨縫材料，能直接承受車輪荷載，其最重要的一種類型是梳齒板形鋼板伸縮縫。此類伸縮縫行駛性好，伸縮量大，普遍適用于伸縮量在40～60mm以上的大、中型公路橋梁。

1.4 模數(shù)式伸縮縫

模數(shù)式伸縮縫以熱軋整體成型的異型鋼材為主，伸縮體由異型鋼梁與單元橡膠密封封帶組合而成，具有良好的彈性變形功能，能防水防塵，并有效保護伸縮內部構件及梁底支座免受侵蝕。適用于伸縮量為80～1200mm的公路橋梁。

1.5 無縫伸縮縫

無縫伸縮縫是由高分子聚合體改性瀝青、支承鋼板、單級配碎石骨料等構成的伸縮縫結構。具有黏結性強、彈性大、韌性好的特點，它免除了傳統(tǒng)伸縮縫復雜的錨固結構，與路面銜接平整，能適應不斷重復的溫度和荷載位移。

2 公路橋梁伸縮縫的主要破壞類型

2.1 簡易伸縮縫

簡易伸縮縫的破壞形式：夏季橋梁伸長，縫隙中填料擠出、上鼓，引起跳車；冬季斷開、拉開，造成漏水等；軟性填充料易于老化脫落，使之失去伸縮作用。

2.2 橡膠伸縮縫

橡膠伸縮縫的缺陷大致有橡膠件的破損、橡膠的剝離、錨固件的損壞、伸縮縫下陷、鼓出及螺栓孔填充料被拉離等。

2.3 梳齒板形鋼板伸縮縫

梳齒板形鋼板伸縮縫主要病害和破壞形式為：（1）梳齒板脫落和螺栓松動甚至螺帽彈出；（2）在車輛尤其是重型車輛經過時有較大的震動和聲音，表面上沒有損壞，實際上鋼板與下部混凝土之間已經出現(xiàn)空隙，極易發(fā)生變形破壞，其產生的主要原因是由于伸縮縫在加工及使用過程中容易變形，同時鋼板的變形量與下部混凝土的變形量不一致，導致伸縮縫在服役期間齒板和墊板無法實現(xiàn)無縫黏合，一旦兩者之間產生空隙，行車碾壓時，連接部位受力將很不均勻，在反復的行車作用下，容易導致緊固螺栓松動，螺帽脫落，引起梳齒板的脫落。

2.4 模數(shù)式伸縮縫

模數(shù)式伸縮縫主要的破壞形式有：（1）中梁構件開焊，出現(xiàn)晃動、噪聲；（2）伸縮均勻性差，甚至失靈；（3）密封膠條老化、脫落，造成滲水；（4）兩側過渡段混凝土出現(xiàn)裂縫、破損等；（5）錨固系統(tǒng)出現(xiàn)局部和整體性破壞等。

2.4.1 混凝土破碎，鋼筋裸露

伸縮縫兩側過渡段混凝土破碎，鋼筋裸露是模數(shù)式伸縮縫破壞的最主要的形式，原因大致如下：（1）橋臺兩側沉降不均，在高速行車的荷載作用下，產生局部的應力集中，引起混凝土開裂；（2）伸縮縫間橡膠破壞，雨水滲入到下部混凝土層，在車輛荷載和水的作用下，混凝土的使用壽命縮短（見圖1）。

圖1 模數(shù)式伸縮縫兩側過渡段混凝土破損

2.4.2 伸縮縫型鋼斷裂或靠攏（見圖2）

圖2 型鋼靠攏

2.4.3 伸縮縫局部下陷或高出橋面

伸縮縫局部下陷或高出橋面（見圖3），造成伸縮縫處路面平順性降低甚至跳車，影響行車舒適性。

圖3 伸縮縫高出橋面

2.4.4 橋面混凝土開裂

因受設計施工等因素的影響，伸縮縫不能起到緩解溫度變形的作用，橋面混凝土也出現(xiàn)開裂。

2.5 無縫伸縮縫

無縫伸縮縫的破壞形式主要為在溫度變化的作用下，伸縮縫處出現(xiàn)擁包或者凹陷，加大了車輛的沖擊力，使兩側的鋪裝層相繼遭到破壞。

3 橋梁伸縮縫破壞的主要原因

3.1 設計方面的原因

（1）設計時伸縮量計算不準確，造成伸縮縫選型不當。

（2）設計時伸縮縫的錨固件位置設置不當。設計時將伸縮縫的錨固件置于橋面鋪裝層中，與主梁（板）之間缺乏有效的錨固連接，使得錨固件在荷載反復作用下開焊或脫落，而且力的分布不均勻，很難有效傳遞，微小的變形就可能引起大的位移，導致過渡段混凝土失效，造成伸縮縫的破壞。

（3）設計時對兩側過渡段混凝土和鋪裝層在材料、配合比和強度等方面沒有提出嚴格的要求或規(guī)定，使用過程中，因承載力不足而引起破壞。

（4）設計時伸縮縫的構造和材料選擇不當，防水、排水設施不完善，由于滲水，錨固件、梁端和支座均遭受水腐蝕，引起伸縮縫的破壞。

（5）橋面板設計剛度不足，使用過程中，在重車荷載作用下，因端部剛度不夠，受力變形過大，造成伸縮縫的破壞。

（6）設計時未考慮地質、氣候、安裝時的實際溫度等因素對伸縮量的影響。

3.2 施工方面的原因

（1）施工時工藝不合理、未嚴格按照施工工藝標準、安裝工序和設計圖紙進行施工。

（2）施工時錨固件焊接質量不合格，在重車作用下容易振動、開焊、脫落，引起伸縮縫損壞。

（3）兩側過渡段混凝土澆筑質量不合格，出現(xiàn)蜂窩、空洞等缺陷，達不到設計強度，在重車作用下容易產生破壞。

（4）兩側混凝土和瀝青混凝土結合不好，碾壓不密實，容易產生坑槽、脫落等現(xiàn)象，引起伸縮縫的破壞。

（5）施工時在混凝土中加入早強劑，養(yǎng)生時間不足，在沒有達到設計強度時即開放交通，混凝土在初期開通時就出現(xiàn)裂縫，后期使用時極易發(fā)生損壞。

（6）伸縮縫產生垂直錯位，也是伸縮縫和橋面板破壞的原因。

3.3 養(yǎng)護管理方面的原因和其他原因

（1）日常養(yǎng)護不到位，伸縮縫內填入砂石及其他雜物未能及時清除，導致伸縮縫不能自由伸縮而引起破壞。

（2）伸縮縫膠條等老化部件未能及時更換，兩側過渡段混凝土的局部損壞未能及時修復，導致破壞的不斷擴大。

（3）橋頭沉陷造成接縫處橋面高低不平，沖擊力增大，易引起伸縮縫破壞。

（4）防水、排水設施不完善，由于滲水，錨固件、梁端和支座均遭受水腐蝕，引起伸縮縫的破壞。

（5）隨著交通流量不斷加大，重型車輛增多，伸縮縫受到的反復沖擊作用明顯增大，舊的伸縮縫的強度難以滿足要求。

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