橋梁?jiǎn)慰p式與模數(shù)式伸縮縫的病害及維修養(yǎng)護(hù)工藝

李春東 張澄

摘 ?要：通過(guò)分析目前高速公路橋梁常用的兩種單縫式和模數(shù)式伸縮縫的常見(jiàn)病害，提出了相應(yīng)的施工方法和養(yǎng)護(hù)工藝。引出具體的維修技術(shù)方案，達(dá)到延長(zhǎng)伸縮縫使用年限，保障橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全，提高橋梁的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的目的。可為公路橋梁伸縮縫養(yǎng)護(hù)管理提供理論支持和經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：伸縮縫;維修;安全

中圖分類號(hào)：U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）24-0097-02

Abstract： This paper analyzes the common diseases of two common single joint and modulus expansion joints in highway bridges at present， and puts forward the corresponding construction method and maintenance technology. The specific maintenance technical scheme is introduced to extend the service life of the expansion joint， guarantee the safety of the operation of the bridge structure and improve the operation quality of the bridge， which can provide theoretical support and experience reference for the maintenance and management of highway bridge expansion joints.

Keywords： expansion joint; maintenance; safety

引言

數(shù)據(jù)顯示至2018年底，我國(guó)公路總里程突破484.65萬(wàn)公里，其中公路橋梁數(shù)量已超過(guò)85.15萬(wàn)座，全國(guó)橋梁總里程數(shù)超過(guò)5568萬(wàn)米，正在服役中的伸縮縫超過(guò)2000萬(wàn)米[1]。目前隨著公路交通量急劇增加，人們對(duì)行車舒適性、安全性及橋梁的使用壽命等要求越來(lái)越高， 高等級(jí)公路逐漸由建轉(zhuǎn)向養(yǎng)的客觀形勢(shì)下，橋梁伸縮縫養(yǎng)護(hù)效率直接影響公眾服務(wù)觀感。本文討論的內(nèi)容，可以為橋梁伸縮縫養(yǎng)護(hù)選擇適當(dāng)方法提供參考。

1 橋梁?jiǎn)慰p式與模數(shù)式伸縮縫分類及適用

橋梁伸縮縫裝置是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分，目前高等級(jí)公路應(yīng)用單縫式和模數(shù)式兩種型鋼伸縮縫較多。

1.1 單縫式型鋼伸縮縫

異型鋼單縫式伸縮裝置的伸縮體完全由橡膠密封帶組成的伸縮裝置，由邊梁和橡膠密封帶組成的單縫式伸縮裝置，適用于伸縮量不大于80mm的公路橋梁工程。從埋置深度上可分為兩種類型。

錨固的槽口深度不一，類型一埋置深度較淺，稱為淺埋式伸縮縫;類型二埋置深度相對(duì)較深，為常見(jiàn)類型;類型一的主梁側(cè)錨固槽口，其預(yù)埋的錨固鋼筋（門(mén)式鋼筋）與橋面現(xiàn)澆層內(nèi)的鋼筋連接，即生根于現(xiàn)澆層;類型二的主梁側(cè)錨固槽口，其預(yù)埋的錨固鋼筋（L形鋼筋或門(mén)式鋼筋）與主梁內(nèi)的鋼筋連接，即生根于主梁。

1.2 模數(shù)式型鋼伸縮縫

由縱梁（異型鋼）、橫梁、位移控制箱、橡膠密封帶等構(gòu)件組成的伸縮裝置。由V型截面或其它截面形狀的橡膠密封條（帶），嵌接于異型鋼邊梁和中梁內(nèi)，組成可伸縮的密封體，由異型鋼直接承受車輪荷載，并將荷載傳遞至橫梁，由橫梁傳遞至梁體和橋臺(tái)。位移控制箱在伸縮裝置吸收梁端變形時(shí)，保證異型鋼間間隙保持均勻;橡膠密封帶起防止雜物進(jìn)入及防水。模數(shù)式伸縮裝置可以根據(jù)實(shí)際伸縮量的需要，增加中梁鋼和密封體的個(gè)數(shù)，可組成滿足大位移量的伸縮裝置，一般用于伸縮量大于80mm的橋梁。

單縫式型鋼伸縮縫因錨固深度不同，在伸縮縫維修或更換時(shí)，槽口內(nèi)的橫橋向鋼筋配置也有差異，一般按照淺槽少配筋（多了會(huì)影響混凝土澆筑）、深槽適當(dāng)配筋的原則，對(duì)維修區(qū)域尤其是拼寬部位的維修區(qū)域適量補(bǔ)充鋼筋，設(shè)置箍筋、植筋，已達(dá)到整體形成骨架，提高整體受力性能和局部抗剪性能。單縫式型鋼伸縮縫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多。

模數(shù)式型鋼伸縮縫由于產(chǎn)品質(zhì)量、安裝質(zhì)量、橡膠體老化、超載嚴(yán)重等原因，剪切彈簧過(guò)度變形失效或橡膠支座被壓壞，或支撐梁滑落，使得支撐梁與位移箱出現(xiàn)空隙，車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，型鋼沖擊力過(guò)大，產(chǎn)生振動(dòng)碰撞，導(dǎo)致斷裂。伸縮縫在損壞時(shí)，往往需要整條更換。對(duì)于該類縫，一定要及早發(fā)現(xiàn)、及早處置。

2 伸縮縫的病害檢查和評(píng)定處置

橋梁的熱脹冷縮、收縮、徐變、活載的作用等均能引起梁體的縱向變形，導(dǎo)致梁端發(fā)生縱向位移。為滿足這種變形，就需在梁端與橋臺(tái)之間和橋面非連續(xù)處設(shè)置構(gòu)造縫，并安裝能滿足梁端伸縮變形及受力要求的裝置，這種構(gòu)造縫及伸縮裝置即為橋梁伸縮縫。伸縮縫長(zhǎng)期暴露于空氣中，且頻繁承受車輛荷載的沖擊，在頻繁沖擊作用下使得原本較薄弱的梁端更容易破損，雨水積留于破損空隙，噪音增大，而且雨水還會(huì)通過(guò)伸縮縫滲入梁體，危及橋梁及行車安全[2]。

2.1 伸縮縫主要病害類型

單縫式異型鋼伸縮縫的主要病害包括：混凝土開(kāi)裂、混凝土破損、型鋼斷裂、型鋼變形、縫隙過(guò)小、型鋼抵緊、縫隙過(guò)大、橡膠止水帶破損、伸縮縫堵塞等。

模數(shù)式伸縮縫的主要病害包括：混凝土開(kāi)裂、混凝土破損、型鋼斷裂、型鋼變形、中梁下沉、縫隙過(guò)小、型鋼抵緊、縫隙過(guò)大、橡膠止水帶破損、伸縮縫堵塞等。

2.2 伸縮縫主要病害評(píng)定和處置

伸縮縫病害應(yīng)在日常巡查和經(jīng)常檢查中及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處置。按照病害的類型、嚴(yán)重程度以及可能對(duì)行車安全造成的影響等因素評(píng)定等級(jí)，在多道伸縮縫需要同期維修時(shí)，應(yīng)按照嚴(yán)重程度，分輕重緩急組織實(shí)施。伸縮縫病害嚴(yán)重程度分I、II兩級(jí)：I級(jí)需要安排維修;II級(jí)需要安排更換或局部更換。注意嚴(yán)禁采用重型破碎機(jī)、鑿巖機(jī)破碎混凝土，當(dāng)混凝土鑿除體量較大時(shí)，應(yīng)增加切割機(jī)、電錘、風(fēng)鎬等切割、鑿除設(shè)備的數(shù)量和相應(yīng)的人工，分段切割、有序破碎。鑿除完成后，對(duì)槽口的底面、側(cè)面，采用電錘進(jìn)行修整（不得再用風(fēng)鎬）。

3 伸縮縫的維修處置工藝流程

3.1 拆除舊縫和清槽

進(jìn)場(chǎng)前，現(xiàn)場(chǎng)確定伸縮縫砼鑿除區(qū)域，對(duì)鑿除區(qū)域用粉筆或記號(hào)筆標(biāo)識(shí)。在標(biāo)示線處采用切割機(jī)進(jìn)行豎向切割（深度為保護(hù)層混凝土厚度2～3cm，不得損傷鋼筋，以區(qū)分鑿除區(qū)域），用電錘在鑿除區(qū)域的邊界內(nèi)側(cè)，沿切割線豎向打孔（深度為錨固混凝土深度），然后用風(fēng)鎬鑿除混凝土。橋臺(tái)側(cè)應(yīng)鑿除到原有背墻頂面;橋面處一般應(yīng)鑿除到主梁的頂面，不得損傷主梁。

3.2 整理和焊接鋼筋

植筋參照《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TJ23-2008）附錄A的相關(guān)要求。

當(dāng)橋臺(tái)背墻內(nèi)或主梁內(nèi)預(yù)埋的錨固鋼筋間距與伸縮縫型鋼固定鋼筋存在差異時(shí)，應(yīng)按照伸縮縫固定鋼筋間距重新植入豎向錨固鋼筋，間距一般為20cm，以實(shí)際情況為準(zhǔn)。當(dāng)原錨固槽內(nèi)U形或L形鋼筋斷裂時(shí)，應(yīng)按照等強(qiáng)、等規(guī)格原則補(bǔ)充鋼筋;同時(shí)，應(yīng)符合原伸縮縫設(shè)計(jì)圖紙的要求。盡量避免點(diǎn)焊連接，采用單邊、雙邊焊接，保證足夠的焊縫長(zhǎng)度。

植筋膠固化后方可鋼筋連接施工，焊接過(guò)程中應(yīng)采取措施有效降溫，避免影響植入鋼筋的實(shí)際錨固效果。植筋膠固化后，應(yīng)進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。為盡量節(jié)約維修時(shí)間，減小交通影響，拉力達(dá)到錨固力特征值的90%即可。當(dāng)型鋼發(fā)生斷裂，但型鋼未明顯變形且混凝土尚未開(kāi)裂破損時(shí)，應(yīng)立即安排在斷裂處型鋼頂面焊接一次;如型鋼已變形，應(yīng)予以更換處理。當(dāng)型鋼發(fā)生斷裂，且混凝土已發(fā)生明顯的開(kāi)裂破損時(shí)，應(yīng)進(jìn)行局部維修，對(duì)破損混凝土鑿除重澆;型鋼更換時(shí)，采取對(duì)伸縮縫兩側(cè)型鋼同步更換的方式，更換長(zhǎng)度可為車道寬度的整數(shù)倍，視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。

3.3 安裝

對(duì)接時(shí)，應(yīng)將兩段伸縮縫上平面置于同一水平面上，使兩段伸縮縫接口處緊密靠攏，并校直調(diào)正。為保證焊縫飽滿，宜采用CO2氣體保護(hù)焊，用高質(zhì)量的焊條，逐條焊接;焊接時(shí)宜先頂面、再側(cè)面、最后底面，分層焊接，確保質(zhì)量，并及時(shí)清除焊渣。伸縮縫安裝最好選在環(huán)境溫度變化不大的時(shí)段，安裝時(shí)伸縮縫中心線與梁端中心線相重合，最大偏差不應(yīng)超過(guò)10mm，然后穿橫向聯(lián)接水平鋼筋。安裝時(shí)，整個(gè)伸縮縫要多點(diǎn)墊起，避免下?lián)献冃?，并校正到與兩側(cè)瀝青砼路面縱、橫坡大致吻合。固定時(shí)，應(yīng)沿更換伸縮縫的一端向另一端，每隔2～3個(gè)錨固鋼筋依次將伸縮縫邊梁上的錨固裝置與預(yù)留槽內(nèi)的預(yù)埋鋼筋焊一個(gè)焊點(diǎn)，以保證抄平后的伸縮縫不再發(fā)生變位。若有路拱時(shí)，伸縮裝置的固定應(yīng)從拱頂中心向兩端，對(duì)稱地采用每隔2～3個(gè)錨固鋼筋焊一個(gè)焊點(diǎn)的方式，依次將伸縮裝置的固定裝置與預(yù)留槽內(nèi)的預(yù)埋鋼筋焊接。臨時(shí)固定后對(duì)伸縮裝置的標(biāo)高再?gòu)?fù)測(cè)一遍，確定在臨時(shí)固定過(guò)程中未出現(xiàn)任何變形或偏差后，將伸縮裝置邊梁兩側(cè)的錨固板、錨固筋與預(yù)埋鋼筋焊接，再將伸縮縫上的錨固鋼筋與預(yù)埋鋼筋在兩側(cè)同時(shí)焊牢，焊縫長(zhǎng)度均不小于5cm，最好一次全部焊牢。如有困難，可先將一側(cè)焊牢，待環(huán)境溫度達(dá)到預(yù)定的安裝氣溫時(shí)，再將另一側(cè)全部焊牢。

3.4 澆筑砼

砼澆筑前須用塑料布加土工布覆蓋路面，并用膠帶紙封好邊緣，防止水泥漿污染路面。砼澆筑標(biāo)高與路面標(biāo)高高差控制在-2mm之內(nèi)，澆筑結(jié)束后覆蓋養(yǎng)生。宜分兩階段澆筑，第一次澆筑至略高于型鋼底面，第二次澆筑剩余部分，但兩次澆筑混凝土不得有施工冷縫。收面要做到“內(nèi)實(shí)外光”“到邊到角”，收面后表面應(yīng)平整、光潔，嚴(yán)禁出現(xiàn)砂、石裸露可見(jiàn)、浮漿等問(wèn)題，要做到收面均勻。

4 質(zhì)量檢測(cè)

進(jìn)場(chǎng)的伸縮縫應(yīng)附有合格證、質(zhì)量保證書(shū)、出廠檢驗(yàn)報(bào)告等，其包裝應(yīng)完好無(wú)損，并及時(shí)組織相關(guān)人員按《公路橋梁伸縮裝置》（JT/T327-2004）標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。

檢查選用的水泥、鋼筋等主材的產(chǎn)品合格證書(shū)是否齊全。伸縮縫必須錨固牢靠，伸縮性能有效。施工過(guò)程中驗(yàn)收鋼筋設(shè)置是否正確，鋼筋綁扎與焊接是否滿足要求，補(bǔ)植鋼筋與伸縮縫型鋼連接是否牢固。砼養(yǎng)生結(jié)束后，檢驗(yàn)回彈強(qiáng)度是否滿足砼的設(shè)計(jì)要求。大型伸縮縫與鋼梁連接處的焊縫應(yīng)做超聲檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果須合格。伸縮縫處不得積水。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前隨著車輛保有量的逐年增長(zhǎng)，社會(huì)公眾對(duì)路況服務(wù)要求期望較高，伸縮縫損壞作為常見(jiàn)的道路病害，伸縮縫損壞不僅會(huì)影響行車安全和舒適性，還會(huì)對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)造成威脅，所以一定要加強(qiáng)對(duì)橋梁伸縮縫的日常養(yǎng)護(hù)管理，對(duì)于開(kāi)始局部損壞的伸縮縫應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修，為消除潛在的行車重大安全隱患，在維修質(zhì)量和及時(shí)性上都需要特別關(guān)注，特別是在流量大、車速快的高等級(jí)公路上更需要管養(yǎng)單位高度重視，確保伸縮縫處于良好的工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶龍.高速公路橋梁伸縮縫破損原因及修補(bǔ)[J].現(xiàn)代物業(yè)旬刊，2018，419（04）：227.

[2]趙鋼強(qiáng)，丁一.橋梁伸縮縫病害分析[C]//河南省土木建筑學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集，2008.