錯(cuò)列式橋梁伸縮縫創(chuàng)新構(gòu)造探索

盧永貴 白皓

（四川高速公路建設(shè)開發(fā)集團(tuán)有限公司，四川 成都 610041）

一、前言

公路橋梁在運(yùn)營期間受到溫度升降、梁體混凝土收縮徐變和行車動(dòng)荷沖擊后，梁體會(huì)產(chǎn)生一定程度的位移。這些位移一旦被限制，梁體不能在平行、垂直于橋梁軸線的方向自由變位，將產(chǎn)生巨大的附加應(yīng)力，附加應(yīng)力作用于梁體端部、傳遞至墩柱頂面，可能會(huì)擠壞梁身混凝土，剪斷樁柱聯(lián)結(jié)處，破壞梁體和墩柱，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的安全責(zé)任事故。

橋梁伸縮縫本身是為滿足梁體結(jié)構(gòu)自由變形，設(shè)置于梁端、橋臺(tái)、各聯(lián)（孔）上部結(jié)構(gòu)銜接處或橋梁鉸接位置的伸縮裝置。橋梁伸縮縫應(yīng)伸縮自如無應(yīng)力，且錨固可靠、穩(wěn)定性能較高，行車穩(wěn)定且噪聲低，此外還應(yīng)具備防水、防塵、防垃圾，安裝簡便易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)變形量大小，國內(nèi)外開發(fā)了各種各樣的伸縮縫裝置，取得了良好的使用效果。但是橋梁伸縮縫設(shè)置于梁端，構(gòu)造復(fù)雜、部位薄弱，直接承受車輛反復(fù)沖擊荷載，受各種自然因素影響，性能衰減很快，極易損壞，且維護(hù)保養(yǎng)工作量大。筆者在調(diào)研四川山區(qū)高速公路建設(shè)工地時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的某些橋梁伸縮縫構(gòu)造，在適應(yīng)四川山區(qū)公路建設(shè)期保通、滿足油面連續(xù)平整攤鋪等現(xiàn)實(shí)需求方面，還存在諸多問題。因此，本文將對(duì)四川部分橋梁伸縮縫構(gòu)造在建設(shè)、運(yùn)營期間存在的問題進(jìn)行分析，研究解決方案，設(shè)計(jì)探索一種適用于變形量小于12cm的橋梁伸縮縫新型構(gòu)造。

二、橋梁伸縮縫常見問題

目前在我國高速公路橋梁中使用較為廣泛的是型鋼和梳齒板伸縮縫裝置，約占全部伸縮縫橋梁裝置的90%以上。下文主要闡述了這兩種裝置在應(yīng)用過程中存在的問題。

（一）建設(shè)期間橋梁伸縮縫存在的問題

1.前期設(shè)計(jì)不足

由于橋梁伸縮縫施工精度要求較高，梁體端頭伸縮縫預(yù)留槽設(shè)計(jì)偏薄，梁端預(yù)留錨固連接鋼筋偏少，將會(huì)造成型鋼伸縮縫錨固混凝土厚度、寬度不足等問題。如此狹小空間內(nèi)的伸縮縫裝置由彈性模量各異的多種材料組合而成，混凝土包裹性能差，易造成混凝土松動(dòng)、黏結(jié)力失效等后果。

2.施工精度不達(dá)標(biāo)降低錨固系統(tǒng)性能

梁板預(yù)制施工時(shí)，施工單位普遍對(duì)梁體端頭質(zhì)量控制重視不夠，導(dǎo)致施工精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，降低伸縮縫梁端預(yù)留預(yù)埋錨固系統(tǒng)性能。此外，梁體預(yù)制長度參差不齊、安裝誤差較大，形成橋縫處梁體端部犬牙交錯(cuò)排列，預(yù)埋件難以對(duì)齊，型鋼安裝時(shí)，無法順直對(duì)齊中縫，型鋼與預(yù)埋件之間的焊接連接顧此失彼，進(jìn)一步降低錨固系統(tǒng)性能。

3.橋縫處臨時(shí)通道維護(hù)工程量較大

梁體架設(shè)完畢且橋面水泥混凝土找平層實(shí)施后，橋縫處下凹的預(yù)留槽和凸起的預(yù)埋件致使工地交通不便（山區(qū)高速便道通行條件極差、運(yùn)輸效率較低，為了加快工程進(jìn)度，四川山區(qū)高速常常在梁體架設(shè)完成后，要求盡快形成施工通道），且施工車輛易破壞預(yù)留預(yù)埋件，梁端縫中填塞的泡沫板強(qiáng)度低、穩(wěn)固性差，易被擠壓掉落入縫，臨時(shí)找平梁端縫的沙袋、碎石松散易破，易掉落入縫，故橋縫處臨時(shí)通道的維護(hù)工作量巨大。

4.其他

橋縫處臨時(shí)填塞物與相鄰構(gòu)造的剛度反差較大，油面攤鋪機(jī)找平難度大、平整度差、動(dòng)荷沖擊強(qiáng)。此外，橋梁伸縮縫由多個(gè)專業(yè)工種聯(lián)合完成，工序交接、驗(yàn)收繁瑣，工程一旦出現(xiàn)問題，易出現(xiàn)推卸責(zé)任等情況。且型鋼伸縮縫整體吊裝施工重量大、機(jī)械多、安裝調(diào)節(jié)難、工序繁雜，施工收尾期交通干擾多、振動(dòng)大、混凝土養(yǎng)生條件差，因此養(yǎng)生期交通管制與保通難度較大。

（二）運(yùn)營期間橋梁伸縮縫存在的問題

橡膠條易老化、易被偶然侵入的雜物擠壓脫落，且清理工作量大；止水帶常被刺破，易漏水；錨固混凝土易開裂、常破碎，錨固鋼筋常松動(dòng)、型鋼伸縮縫易斷裂；不透水的錨固混凝土阻斷了瀝青鋪裝層層間排水通道；維修養(yǎng)生周期長、對(duì)交通影響大、司乘怨言多、管制費(fèi)用較高。

三、解決方案

經(jīng)分析后，筆者認(rèn)為上述問題的成因主要有以下幾方面：

縫是橋梁結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，橋面鋪裝縫與梁端縫在空間上重疊，臨空懸壁形成通縫、薄弱效應(yīng)被放大；錨固混凝土體積小，與橋面分期澆筑整體性差；構(gòu)造復(fù)雜、施工參與方多、臨時(shí)構(gòu)造設(shè)計(jì)壽命短，維護(hù)困難；容錯(cuò)能力低、施工精度要求高。

根據(jù)問題和成因，本文提出了如下解決方案，具體如圖1所示：

圖1.解決方案示意圖

使橋面縫與梁端縫錯(cuò)列；撤銷梁端預(yù)留凹槽、預(yù)埋凸筋，采用加長螺母套管與梁頂平齊預(yù)埋；梁體架設(shè)后，把1～2cm厚、50×70cm橋用鋼板以簡支搭接方式（行車方向上游端用大尺寸螺栓固定于螺母套管中，下游端尾構(gòu)造橋面縫，底部涂抹硅脂油自由滑動(dòng)）封閉梁端縫，取消臨時(shí)填塞設(shè)施；在施工橋面縫對(duì)應(yīng)位置的濕接縫時(shí)，安裝2個(gè)Φ為80mm的PVC滲水管，排除層間水和橋面縫滲入水。橋面找平層混凝土施工時(shí)，鋼筋網(wǎng)片在封縫鋼板上與橋面部分連續(xù)布置，同時(shí)澆筑；按照橋面縫構(gòu)造寬度切割油面，用透水土工布包裹5mm以上廢舊橡膠顆粒填塞橋面縫，表面以手風(fēng)琴式耐磨橡膠帶覆蓋，提高整體性。

四、結(jié)語

錯(cuò)列式伸縮縫構(gòu)造簡單，兼容能力較強(qiáng)，整體性能好，且施工工序交接少；封縫鋼板上部有20cm厚的復(fù)合鋪裝層，對(duì)車輛有較強(qiáng)的沖擊荷載擴(kuò)散作用；單元式拼裝勞動(dòng)強(qiáng)度小，梁體架設(shè)完成即可安裝，形成連續(xù)通道。但任何一種改進(jìn)創(chuàng)新，在解決了現(xiàn)存部分問題的同時(shí)，會(huì)衍生出許多新生問題，需要在工程實(shí)踐中不斷優(yōu)化改進(jìn)，才能讓一項(xiàng)創(chuàng)新臻于完善。本創(chuàng)新構(gòu)造尚有很多細(xì)節(jié)沒有考慮周全，下一步，將在具體工程中應(yīng)用此創(chuàng)新設(shè)想，通過持續(xù)改進(jìn)完善方案，為推廣應(yīng)用做好準(zhǔn)備。