公路橋梁項目伸縮縫滲水病害的預(yù)防及治理分析

摘要 為有效解決公路橋梁伸縮縫滲水問題，保證公路橋梁使用性能，延長服役年限，該文章針對公路橋梁伸縮縫周邊混凝土開裂、橡膠止水帶損壞、伸縮裝置銹蝕及主體混凝土裂縫析白等常見病害，系統(tǒng)分析了病害形成原因，提出了針對性處治措施，并在此基礎(chǔ)上從新型伸縮裝置、新型施工技術(shù)、新型材料三方面給出了橋梁伸縮縫優(yōu)化方案。研究成果以期能有效提升伸縮縫施工質(zhì)量，保證公路橋梁安全穩(wěn)定運(yùn)營。

關(guān)鍵詞 公路橋梁項目；伸縮縫結(jié)構(gòu)；滲水病害；病害處理措施

中圖分類號 U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）21-0139-03

0 引言

伸縮縫作為公路橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵組成要素，可有效降低結(jié)構(gòu)因溫度變化形成的脹縮效應(yīng)，防止公路橋梁產(chǎn)生裂縫，延長橋梁結(jié)構(gòu)使用年限。但在行車荷載及環(huán)境作用下，橋梁伸縮縫極易產(chǎn)生損壞，從而引發(fā)滲漏水問題，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)使用性能，尤其當(dāng)含有腐蝕性物質(zhì)的雨水經(jīng)伸縮縫裂縫滲漏時，會對橋梁混凝土造成腐蝕破壞，縮短橋梁結(jié)構(gòu)服役年限[1]。為此，該文章系統(tǒng)分析了公路橋梁伸縮縫常見病害成因，并提出了具體的病害防治措施，具有十分重要的意義。

1 橋梁伸縮縫病害類型、成因及治理

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，橋梁伸縮縫病害類型包括伸縮裝置周邊混凝土開裂、橡膠止水帶損壞、伸縮裝置銹蝕及混凝土結(jié)構(gòu)裂縫析白等，通過對各種病害成因分析，該文制定出了具體的處治方案。

1.1 伸縮縫周邊混凝土開裂成因與治理

伸縮縫周邊混凝土開裂病害在梳齒板式伸縮縫及獨(dú)縫式伸縮縫中較為常見，其具體成因如下：（1）橋面結(jié)構(gòu)層不平整，導(dǎo)致鋪裝層與伸縮縫鋼板之間存在一定高差，在車輛荷載持續(xù)影響下，伸縮縫周邊混凝土出現(xiàn)開裂破壞[2]；（2）后澆混凝土厚度不達(dá)標(biāo)，在外部荷載作用下，逐漸產(chǎn)生開裂、脫落；（3）橋面混凝土內(nèi)部鋼筋設(shè)置不合理，保護(hù)層過大或過小；（4）混凝土材料性能不達(dá)標(biāo)，骨料配比不合理，混凝土耐久性能較差，極易產(chǎn)生裂縫。

處治方案：（1）徹底剔鑿掉伸縮縫周邊開裂混凝土，采用性能優(yōu)良的混凝土澆搗密實；（2）嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求進(jìn)行配筋，并對混凝土配比實施優(yōu)化；（3）采用新型伸縮裝置。

1.2 橡膠止水帶損壞成因與治理

伸縮縫橡膠止水帶容易產(chǎn)生脫落、損壞等問題，嚴(yán)重影響伸縮縫使用性能。通常狀況下，該病害在模數(shù)式伸縮縫中較為常見，其具體成因如下：（1）伸縮裝置自由伸縮寬度較大，導(dǎo)致止水帶拉斷；（2）伸縮縫內(nèi)石子、泥土、樹葉等雜質(zhì)過多，在車輛荷載作用下，止水帶被擠出；（3）止水帶自身老化發(fā)生損壞；（4）伸縮裝置出現(xiàn)損壞或鋼板松動等，造成止水帶開裂、滑移；（5）設(shè)計偏差導(dǎo)致伸縮裝置型號與實際不匹配，伸縮裝置工作不靈活，導(dǎo)致止水帶脫落；（6）施工不當(dāng)導(dǎo)致伸縮縫安裝不到位，使橋梁運(yùn)行過程中結(jié)構(gòu)變形較大，從而引起止水帶開裂[3-5]。

處治方案：針對橡膠止水帶損壞問題，通過現(xiàn)場調(diào)查檢測，明確病害具體形成原因，從而采取有效措施進(jìn)行處理。通常采取調(diào)節(jié)伸縮體系及更換止水帶等方案進(jìn)行處治。

1.3 伸縮裝置銹蝕及主體混凝土裂縫析白成因與治理

伸縮裝置銹蝕與橋梁混凝土腐蝕析白是又一種普遍存在的伸縮縫病害形式。此種病害大多存在于模數(shù)式伸縮裝置，其破壞形式為鋼板銹蝕，下方混凝土結(jié)構(gòu)表面存在積水，并產(chǎn)生析白、掉塊問題，部分蓋梁表面產(chǎn)生開裂，且橫隔板局部混凝土開裂、脫落。其具體成因如下：（1）伸縮縫防腐處理不達(dá)標(biāo)；（2）伸縮縫內(nèi)石子、泥土、樹葉等雜質(zhì)過多，在車輛荷載作用下，止水帶被擠出，產(chǎn)生滲漏水；（3）止水帶老化斷裂，引發(fā)滲漏水問題；（4）橋梁結(jié)構(gòu)維護(hù)不到位，導(dǎo)致伸縮縫內(nèi)雜物過多影響排水，從而造成伸縮裝置銹蝕破壞[6]。

處治方案：（1）如果伸縮裝置銹蝕較輕，應(yīng)全面清除表面鐵銹，并重新進(jìn)行防腐處理即可；（2）如果伸縮裝置腐蝕程度較重，應(yīng)整體進(jìn)行更換；（3）針對橋梁混凝土析白開裂問題，應(yīng)先對結(jié)構(gòu)表面裂縫進(jìn)行修復(fù)處理，然后在其表面涂刷防腐涂層，并加強(qiáng)后期維護(hù)。

2 橋梁伸縮縫病害防治的新型伸縮裝置

普通模數(shù)式及梳齒式伸縮縫主要由異形鋼板與橡膠止水帶組成，構(gòu)造簡單，安裝方便，應(yīng)用較為廣泛。但同時也具有諸多缺點(diǎn)，如伸縮縫中容易積存雜物，必須定期實施清掃，養(yǎng)護(hù)成本較高，并且伸縮裝置縫隙較大[7]，會在一定程度上影響行車舒適性。

目前，橋梁工程中采用的無縫伸縮裝置，大多利用高彈材料（TST）對伸縮裝置縫隙實施封閉，從而達(dá)到無縫的效果，能有效防止雜質(zhì)進(jìn)入縫隙，免除了清縫作業(yè)。但也存在一些缺陷：（1）TST強(qiáng)度較低，極易產(chǎn)生破壞；（2）TST抗壓及耐久性能較差，極易產(chǎn)生脫落問題。所以，必須積極研發(fā)新型伸縮裝置，以保證其抗壓、防水及耐久性能滿足實際使用需求。

2.1 無縫自動調(diào)節(jié)式伸縮裝置

無縫自動調(diào)節(jié)式伸縮裝置基本構(gòu)造，詳見圖1，利用新型防水涂料、聚脲彈性材料及高強(qiáng)抗?jié)B混凝土，并對伸縮裝置實施優(yōu)化改造，實現(xiàn)無縫自由式伸縮，顯著提升防水性能。

該伸縮裝置安裝時，應(yīng)預(yù)先在橋梁結(jié)構(gòu)混凝土表面設(shè)置梳齒式鋼構(gòu)件8，然后依次將橫向伸縮桿1、中部鋼構(gòu)件4及模數(shù)式鋼板構(gòu)件5集中布設(shè)于聚脲彈性構(gòu)件2內(nèi)，以免聚脲彈性構(gòu)件2產(chǎn)生變形，并利用聚脲彈性體構(gòu)件6對聚脲彈性構(gòu)件2端部實施加固。當(dāng)伸縮縫兩側(cè)橋面板間距增大或縮小時，梳齒式鋼構(gòu)件8長、短板之間的距離會自動改變。該伸縮裝置安裝較為簡單，不僅能有效協(xié)調(diào)伸縮裝置之間的變形，且具有優(yōu)良的抗?jié)B性能；同時表面較為平整，顯著提升行車安全性、舒適性[8-9]。

2.2 新型滑板自伸縮裝置

滑板自動伸縮裝置構(gòu)造示意，詳見圖2，采用自動伸縮式滑板、梳齒式伸縮裝置組成，通過螺栓將滑板固定于梳齒伸縮裝置內(nèi)。

梳齒式伸縮裝置基本構(gòu)件包括梳齒狀鋼板、橡膠板、栓釘及鋁合金滑板等。自動伸縮式滑板直接扣在橋梁伸縮縫表面，端部采用栓釘加固牢固。在橋梁伸縮縫兩側(cè)梁體端部設(shè)置伸縮裝置，根據(jù)實際情況確定伸縮板規(guī)格，確保滿足實際需要。橋梁梁體端部進(jìn)行找平處理，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求在伸縮縫內(nèi)設(shè)置梳齒式伸縮裝置，然后將伸縮板安裝在伸縮裝置上方。

該伸縮裝置具有諸多優(yōu)勢，具體如下：（1）在橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形的條件下，伸縮裝置整體會產(chǎn)生同步位移，有效防止伸縮裝置及橋梁結(jié)構(gòu)破壞；（2）伸縮裝置表面設(shè)置蓋板，能有效防止雨水進(jìn)入伸縮縫內(nèi)部，避免出現(xiàn)滲漏水問題，并且蓋板兩側(cè)凹槽可將水流引至伸縮裝置端部排出，提高排水效果；（3）蓋板直接覆蓋在伸縮裝置表面，有效提升橋面平整度，保證行車安全性、穩(wěn)定性和舒適性。

3 橋梁伸縮縫病害防治的新技術(shù)

橋梁結(jié)構(gòu)服役過程中，若伸縮縫維修養(yǎng)護(hù)不及時產(chǎn)生開裂病害，雨水會經(jīng)由開裂部位逐漸下滲進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)內(nèi)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生破壞，威脅橋梁使用安全，縮短運(yùn)營年限。針對該病害，采用“DQCT有機(jī)硅防腐劑+DQCT有機(jī)硅涂料底漆+DQCT有機(jī)硅混凝土防腐涂料”新型施工技術(shù)，可顯著提升結(jié)構(gòu)抗?jié)B、抗腐蝕性能。具體施工流程如下：

（1）采用高壓水槍對橋梁伸縮縫及開裂部位進(jìn)行全面沖洗，徹底清除表面雜質(zhì)、油污等，保證表面清潔，為后續(xù)施工提供有利條件。

（2）采用專用剔鑿工具對橋梁結(jié)構(gòu)開裂、損壞部位進(jìn)行剔鑿處理，徹底鑿除表面松散混凝土。按照《建筑工程質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50203—2011），對縫寬大于0.2 mm的裂縫進(jìn)行修復(fù)處理。對于表面銹蝕的鋼筋應(yīng)實施除銹。同時，為有效降低對現(xiàn)狀交通的影響，在對橋梁裂縫實施修補(bǔ)時應(yīng)在砂漿內(nèi)部摻加適量速凝劑，以有效提升凝結(jié)速度，并且水泥砂漿涂抹厚度不得低于20 mm。

（3）待修補(bǔ)部位砂漿強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，采用微型磨光機(jī)實施打磨，保證平整度滿足要求。

（4）對橋梁結(jié)構(gòu)表面實施打磨處理后，再次進(jìn)行清理，并實施干燥處理，基面檢驗合格后即可進(jìn)行防腐涂裝，正式涂裝前需選擇1.0～2.0 m2進(jìn)行試涂，確定滿足標(biāo)準(zhǔn)要求后再實施大規(guī)模涂裝。

（5）DQCT有機(jī)硅防腐涂料底漆通常由A、B兩步組成。實際施工時，需按照特定比例進(jìn)行配置，拌和均勻后方能進(jìn)行涂裝作業(yè)。制備好的涂料應(yīng)在1.0 h內(nèi)用完，否則，應(yīng)做廢料處理。

（6）DQCT有機(jī)硅混凝土涂料同樣由A、B兩部分組成。實際施工時，需按照特定比例將B材料加入A內(nèi)，充分拌和均勻后，向混合料中加入適量固化劑，采用規(guī)格為200目的紗網(wǎng)進(jìn)行過濾，避免存在氣泡、硬塊等，制備成型的涂料應(yīng)在1.0 h內(nèi)用完，超過1.0 h后嚴(yán)禁使用。涂裝完成后應(yīng)自然風(fēng)干，24.0 h內(nèi)嚴(yán)禁觸摸，并不得接觸水分，養(yǎng)護(hù)7.0 d后方能達(dá)到最優(yōu)效果。

4 橋梁伸縮縫病害防治的新材料

橋梁伸縮縫病害防治采用的新型材料主要為聚氨酚材料。該材料具有使用方便、密封性好、防水能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，將其填充于橋梁伸縮裝置內(nèi)，能夠起到良好的密封效果，阻止雨水、雜質(zhì)等進(jìn)行伸縮裝置，有效避免伸縮裝置銹蝕、變形[10]。新型材料施工步驟如下：

（1）新型材料填充前，采用專用工具將伸縮裝置內(nèi)部石子、泥土等雜質(zhì)清理干凈。

（2）利用手持式角磨機(jī)對伸縮裝置進(jìn)行打磨處理，全面清除表面鐵銹、油污。

（3）伸縮裝置除銹完成后，采用高壓鼓風(fēng)機(jī)再次對伸縮縫進(jìn)行清理，確保潔凈、干燥、無雜質(zhì)。

（4）在伸縮縫表面布設(shè)一道抗?jié)B、抗壓性能好，且與聚氨酚材料不黏結(jié)的聚乙烯材料，防止聚氨酚材料黏結(jié)伸縮裝置。

（5）實際施工時，為有效避免聚氨酚材料對伸縮縫兩側(cè)材料造成污染，填充前應(yīng)采用膠帶對兩側(cè)實施覆蓋。聚氨酚膠體灌注前，嚴(yán)格控制灌注速率，并嚴(yán)禁反復(fù)灌漿，防止形成氣泡影響灌封效果。

（6）聚氨酚材料未凝固前呈糊狀，黏度較大。為有效確保聚氨酚膠體成型質(zhì)量，提高觀感效果，膠體灌注完成后應(yīng)及時進(jìn)行修整；聚氨酚膠體灌注溫度不得低于5℃，若溫度較低時，則必須進(jìn)行加溫處理，以保證施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)中重要的構(gòu)造設(shè)施，能有效緩解溫度作用下橋梁結(jié)構(gòu)收縮變形，抑制混凝土裂縫產(chǎn)生。但在交通荷載作用及結(jié)構(gòu)反復(fù)伸縮條件下，伸縮裝置極易產(chǎn)生破壞，引發(fā)伸縮縫滲漏水問題，從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕破壞，影響結(jié)構(gòu)使用安全，縮短使用年限，因此加強(qiáng)伸縮縫施工質(zhì)量控制尤為重要。根據(jù)橋梁伸縮縫病害具體情況，在采取一般處治方案的前提下，通過新裝置、新技術(shù)及新材料的合理運(yùn)用，科學(xué)解決了橋梁伸縮縫常見病害問題，有效防止伸縮縫滲漏水，保證橋梁整體運(yùn)營質(zhì)量，延長運(yùn)營年限。

參考文獻(xiàn)

[1]田萬紅.新型構(gòu)造裝置在公路橋梁伸縮縫滲水防治中的應(yīng)用[J].交通世界，2023（27）：137-139．

[2]杜凱健.高速公路橋梁伸縮縫改擴(kuò)建工程施工技術(shù)[C]. Proceedings of 2022 the 6th International Conference on Scientific and Technological Innovation and Educational Development， 2022：3.

[3]劉宗杰.高速公路養(yǎng)護(hù)管理中橋梁伸縮縫維護(hù)探究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2022（12）：190-192．

[4]王愛定.公路橋梁工程防滲水伸縮縫施工技術(shù)[C]. Proceedings of 2022 2nd International Conference on Higher Education Development and Information Technology Innovation， 2022：3.

[5]丁楚志，高小華，張雷，等.公路橋梁伸縮縫早期損傷原因分析及優(yōu)化[J].公路與汽運(yùn)，2021（4）：157-159．

[6]張建平，徐海林，郝樹清.橋梁伸縮縫的創(chuàng)新作法[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2020（11）：241-243．

[7]焦視民.公路橋梁伸縮縫施工質(zhì)量控制探討[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2020（1）：139-141．

[8]馮靜.公路橋梁伸縮縫施工管理及施工技術(shù)分析[C].2020年9月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會論文集，2020：2.

[9]黃維楚.淺析公路橋梁伸縮縫病害的成因及防治研究[J].石河子科技，2022（4）：49-50．

[10]黃康.公路橋梁伸縮縫病害的成因及防治[J].黑龍江交通科技，2020（7）：153+155．