普通干線公路橋梁伸縮縫病害處治及養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

摘 要：我國(guó)公路交通建設(shè)運(yùn)營(yíng)里程的持續(xù)增加，為區(qū)域交通路網(wǎng)完善和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到強(qiáng)有力促進(jìn)作用，同時(shí)也對(duì)養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展提出更高要求。部分地區(qū)地形地勢(shì)和氣候條件復(fù)雜，公路橋梁運(yùn)行在多方面因素作用下，常會(huì)出現(xiàn)不同形式病害，其中尤以伸縮縫病害發(fā)生最為顯著。本文在簡(jiǎn)要分析干線公路橋梁伸縮縫常見(jiàn)病害及原因基礎(chǔ)上，說(shuō)明橋梁伸縮縫病害除治和養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)具體應(yīng)用形式，以此為日常運(yùn)維養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展提供參考，為確保公路行車(chē)安全、提升行車(chē)舒適性起到應(yīng)有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：普通干線公路 橋梁 伸縮縫 病害處治 養(yǎng)護(hù)

普通干線公路是在區(qū)域公路網(wǎng)中占據(jù)主干地位并起到主導(dǎo)作用，在經(jīng)濟(jì)、政治、文化等各個(gè)方面都起到重要服務(wù)職能的公路，對(duì)養(yǎng)護(hù)管理工作開(kāi)展具有較高要求。多數(shù)干線公路交通承載量都相對(duì)較大，車(chē)輛行駛速度較高，重車(chē)超載現(xiàn)象也較為顯著，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有較大影響，導(dǎo)致橋梁病害發(fā)生率明顯增加。伸縮縫病害是普通干線公路橋梁運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的重要影響因素，在養(yǎng)護(hù)作業(yè)中面臨病害類型多、產(chǎn)生原因復(fù)雜、養(yǎng)護(hù)作業(yè)難度大等多方面的問(wèn)題，推動(dòng)伸縮縫病害除治及養(yǎng)護(hù)技術(shù)優(yōu)化，是干線公路養(yǎng)護(hù)應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。

1 干線公路橋梁伸縮縫常見(jiàn)病害及原因分析

1.1 干線公路橋梁伸縮縫常見(jiàn)病害

總結(jié)分析養(yǎng)護(hù)作業(yè)臺(tái)賬，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)分析，可以看出普通干線公路橋梁伸縮縫常見(jiàn)病害主要有如下幾種類型：一是伸縮縫材料的老化破損，以最為常用的橡膠或金屬材料為例，在多源、多類型復(fù)雜環(huán)境因素作用下，以及受長(zhǎng)期交通荷載作用產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力影響，會(huì)產(chǎn)生橡膠條磨損過(guò)度、鋼筋銹蝕及疲勞破損現(xiàn)象，該類病害發(fā)生會(huì)導(dǎo)致橋面裂縫、不平整；車(chē)輛行駛噪音和振動(dòng)增大；橋梁結(jié)構(gòu)局部損壞等問(wèn)題。二是伸縮縫位移，主要是由于結(jié)構(gòu)沉降不均、溫度變化幅度較大、載荷不均勻及地質(zhì)災(zāi)害等因素導(dǎo)致，在出現(xiàn)大位移病害時(shí)，會(huì)出現(xiàn)橋梁整體變形協(xié)調(diào)性降低、橋面不平整、車(chē)輛通過(guò)時(shí)沖擊力增加、材料磨損及性能下降、局部結(jié)構(gòu)受損顯著等問(wèn)題，如病害處治不到位，必然會(huì)導(dǎo)致橋梁運(yùn)行壽命和安全性受到影響。三是伸縮縫錨固件損壞，受多種因素影響而出現(xiàn)的錨固件損壞，也會(huì)導(dǎo)致橋面及伸縮縫部分裝置破損，作用喪失而影響橋梁整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。錨固件損壞現(xiàn)象極難進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)，需要進(jìn)行大規(guī)模維護(hù)和更換，是普通干線公路橋梁日常養(yǎng)護(hù)的難點(diǎn)。除上述病害現(xiàn)象外，橋欄桿伸縮縫水泥混凝土還較為容易出現(xiàn)裂縫、啃邊、表面脫皮、碎裂等病害現(xiàn)象，也會(huì)對(duì)橋面及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生不同形式的影響。

1.2 干線公路橋梁伸縮縫病害產(chǎn)生原因

干線公路橋梁伸縮縫病害在養(yǎng)護(hù)作業(yè)中占比較高，通過(guò)對(duì)不同因素的作用過(guò)程和形式分析，具體包括設(shè)計(jì)、施工、環(huán)境及人為等幾方面因素。設(shè)計(jì)因素主要是由于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況考慮不全面、設(shè)計(jì)深度不足所導(dǎo)致，如設(shè)計(jì)方案中伸縮縫安裝槽口深度不足，錨固混凝土厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)荷載作用下伸縮縫位移箱底的混凝土支撐性不足，出現(xiàn)混凝土破損或是位移箱損壞現(xiàn)象，甚至是伸縮縫中梁斷裂而影響結(jié)構(gòu)安全[1]。在設(shè)計(jì)時(shí)伸縮縫位置偏低、沒(méi)有考慮錨固鋼筋抗拔力等性能要求，也會(huì)導(dǎo)致伸縮縫位置出現(xiàn)跳車(chē)及積水現(xiàn)象，發(fā)生顯著的病害問(wèn)題。施工質(zhì)量是橋梁伸縮縫病害最為關(guān)鍵的影響因素，在施工作業(yè)中，伸縮縫槽口過(guò)大或過(guò)?。话惭b槽內(nèi)預(yù)埋鋼筋缺失、彎折或斷裂現(xiàn)象；伸縮裝置預(yù)留伸縮量不符合規(guī)范要求；伸縮縫裝置安裝精度控制不到位；施工中水泥混凝土配合比不合理；混凝土成型工藝不符合設(shè)計(jì)要求等，都會(huì)導(dǎo)致橋梁后期運(yùn)行中出現(xiàn)不同形式的伸縮縫病害，給養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展帶來(lái)負(fù)面影響。在環(huán)境因素方面，極端高溫或低溫現(xiàn)象，晝夜溫差較大，都會(huì)導(dǎo)致路面及伸縮縫裝置中各種材料熱脹冷縮偏差，在某些部位出現(xiàn)嚴(yán)重破損病害。人為因素主要體現(xiàn)在超載、違規(guī)停車(chē)、橋面車(chē)輛停車(chē)量過(guò)多等方面，會(huì)加劇病害現(xiàn)象發(fā)生。

2 干線公路橋梁伸縮縫病害處治技術(shù)

2.1 材料更換和修補(bǔ)

更換材料并采取針對(duì)性的修補(bǔ)措施，是干線公路橋梁伸縮縫病害除治最為常用的技術(shù)，在進(jìn)行處理時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查所確定的損壞部位和程度，依照相關(guān)規(guī)范要求制定具體處治方案。通常情形下，是采用耐老化、耐磨損、高彈性的橡膠材料；高強(qiáng)度、耐腐蝕的鋼材等材料，將原有性能不足的材料替換。修補(bǔ)作業(yè)則是使用具有高粘結(jié)強(qiáng)度和耐老化性能的環(huán)氧樹(shù)脂膠、聚氨酯膠等材料，做好重點(diǎn)部位處理[2]。在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，需要先將檢測(cè)不符合安全運(yùn)行要求的材料，使用合適的切割工具拆除，使用合適工具徹底清理干凈，避免對(duì)修補(bǔ)作業(yè)質(zhì)量產(chǎn)生影響。所安裝的新材料應(yīng)當(dāng)確保位置和角度準(zhǔn)確性，適量涂抹黏合劑，以確保橡膠條的伸縮性能充分發(fā)揮出來(lái)。最后是根據(jù)施工工作做好密封處理，以確保整體強(qiáng)度和密封性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

在對(duì)存在有翹曲及破損現(xiàn)象的鋼板進(jìn)行處治時(shí)，需先將損壞部分切除，并做好局部矯正處理，采用雙面焊接技術(shù)做好新鋼板固定，在焊縫部位涂抹防銹漆，以有效提升接縫強(qiáng)度和耐久性。在對(duì)破損的混凝土進(jìn)行修補(bǔ)處理時(shí)，需將原本的松散混凝土完全清理，再使用設(shè)計(jì)材料進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)后需依照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，以避免出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不足或裂縫現(xiàn)象。

2.2 調(diào)整和校正

調(diào)整和校正作業(yè)的目的是為確保伸縮縫平順連接，且保持良好密封狀態(tài)，降低病害發(fā)生概率及由此對(duì)行車(chē)安全帶來(lái)的影響。調(diào)整和校正作業(yè)前，先做好現(xiàn)場(chǎng)檢查和勘查，如連接部位相關(guān)參數(shù)，是否有錯(cuò)位、損壞及松動(dòng)等現(xiàn)象，準(zhǔn)備好液壓千斤頂、調(diào)節(jié)螺栓、扳手及測(cè)量等工具，依照相關(guān)規(guī)范要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，采取有效的安全防護(hù)措施。如伸縮縫部位使用固定螺栓固定，需使用工具松動(dòng)后再進(jìn)行調(diào)整。作業(yè)時(shí)要做好臨時(shí)支撐和現(xiàn)場(chǎng)觀察，避免出現(xiàn)偏差較大或施工安全隱患，將伸縮縫調(diào)整到位。調(diào)整時(shí)需隨時(shí)使用測(cè)距儀、水平儀等設(shè)備做好測(cè)量，確保伸縮縫調(diào)整后的水平和垂直度符合設(shè)計(jì)要求。調(diào)整完成后，需使用固定螺栓或其他緊固件做好固定，在檢測(cè)伸縮性能和密封性能合格后，方可進(jìn)行后續(xù)作業(yè)或放行。

2.3 錨固件加固或更換

對(duì)于錨固件損壞過(guò)于嚴(yán)重，已經(jīng)無(wú)法滿足伸縮縫安全穩(wěn)定運(yùn)行要求的，必須采用加固或更換方式進(jìn)行處理。在做好全面勘查后，制定合理的施工方案，明確處治位置、加固方式、所需材料和設(shè)備、施工工藝流程等內(nèi)容，做好材料、設(shè)備和人員等方面準(zhǔn)備[3]。先使用合適工具將已經(jīng)損壞的錨固件拆除，做好現(xiàn)場(chǎng)清理，準(zhǔn)備好質(zhì)量合格并符合規(guī)范的新錨固件。安裝作業(yè)前先做好清洗、噴涂防腐層等預(yù)處理，再根據(jù)所選用的備件，采用焊接、膨脹螺栓固定或化學(xué)錨固等方式，安裝至指定位置。安裝作業(yè)完成后，需檢查焊接接頭、螺栓連接、安裝牢固程度等，是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 干線公路橋梁伸縮縫養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)

3.1 病害檢查

普通干線公路橋梁運(yùn)行環(huán)境和條件存在較大差異，橋梁伸縮縫病害發(fā)生具有偶發(fā)性、必然性、差異性特征，不同類型病害需采用對(duì)應(yīng)方式做好處理。因此在日常養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，必須依據(jù)《公路工程預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范要求，系統(tǒng)性做好定期檢查，以準(zhǔn)確評(píng)估伸縮縫病害發(fā)生情況。檢查內(nèi)容主要包括橋面鋪裝平整性、接縫順直及破損程度等。瀝青路面檢查周期通常為1年，水泥混凝土路面檢查周期通常為3年，在運(yùn)行的混凝土結(jié)構(gòu)物檢查周期為5年進(jìn)行一次全面檢測(cè)，其他類型結(jié)構(gòu)物則應(yīng)2年檢測(cè)一次。橋梁伸縮檢查需重點(diǎn)關(guān)注表面是否有明顯凹陷及裂縫等缺陷，連接部位松動(dòng)情況、密封膠是否有老化或脫落現(xiàn)象。伸縮縫的全面檢測(cè)，應(yīng)當(dāng)采用自檢與委托第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)相結(jié)合的方式進(jìn)行，準(zhǔn)確檢測(cè)各項(xiàng)參數(shù)是否符合運(yùn)行規(guī)范要求，確保橋梁伸縮縫安全性能達(dá)標(biāo)。在日常巡查中，如發(fā)現(xiàn)各支座縫隙部位有變形或破損現(xiàn)象、梁端預(yù)埋鋼板有松動(dòng)現(xiàn)象，需及時(shí)上報(bào)并根據(jù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求，采取針對(duì)性處理措施，將安全隱患控制在萌芽狀態(tài)。

3.2 施工準(zhǔn)備

普通干線公路橋梁伸縮縫出現(xiàn)較為嚴(yán)重病害或損傷時(shí)，必須及時(shí)采取針對(duì)性養(yǎng)護(hù)處理。在當(dāng)前公路綠色運(yùn)營(yíng)理念導(dǎo)向下，需盡量減少養(yǎng)護(hù)作業(yè)對(duì)交通狀況及周邊環(huán)境的影響，因此必須做好各項(xiàng)是肝功能準(zhǔn)備，確保養(yǎng)護(hù)流程有序推進(jìn)。在做好養(yǎng)護(hù)施工區(qū)勘察測(cè)量、數(shù)據(jù)檢測(cè)后，先做好切縫及開(kāi)槽作業(yè)[4]。開(kāi)槽寬度需根據(jù)工程圖紙要求做好現(xiàn)場(chǎng)放線，確定中心線位置，確保伸縮板寬槽呈對(duì)稱性。如結(jié)構(gòu)表層平整度無(wú)法滿足養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求，還需做好返工處理，使用公路切割機(jī)及鋪裝設(shè)備，對(duì)鋸縫進(jìn)行順直處理。鋸縫外的路面結(jié)構(gòu)，需使用膠帶和塑料布等進(jìn)行覆蓋，避免養(yǎng)護(hù)作業(yè)帶來(lái)負(fù)面影響。切縫處理完成后，用人工方式將表層石灰材料清理到位，再使用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行徹底清理。

3.3 伸縮縫損傷上層鋪裝

當(dāng)前普通干線公路橋梁伸縮縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)快速發(fā)展背景下，依托波形結(jié)構(gòu)伸縮板的伸縮縫損傷鋪裝處理技術(shù)得以快速推廣應(yīng)用。其原理是利用伸縮板內(nèi)置構(gòu)件和填充材料，將填充材料置于伸縮縫上方，并與主公路橋梁的鋪裝結(jié)構(gòu)相連接，以起到對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)的有效保護(hù)。根據(jù)伸縮縫病害發(fā)生情況，設(shè)計(jì)波形伸縮板的長(zhǎng)、寬、高等具體參數(shù)，并計(jì)算出連接至主梁橋面后兩端所需要的伸縮量，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)損傷部位上層鋪裝方式[5]。將需要處治的部位用水泥砂漿找平后，再進(jìn)行鋪裝作業(yè)，以滑動(dòng)鋼板結(jié)構(gòu)作為主梁滑動(dòng)層結(jié)構(gòu)。將伸縮板中的內(nèi)置組件以跨接連接方式安裝到位，能夠有效提升伸縮裝置整體穩(wěn)定性和抗壓能力。結(jié)合病害發(fā)生和養(yǎng)護(hù)要求，在上層鋪裝結(jié)構(gòu)上布置合適數(shù)量的錨固孔，使用固定螺栓將構(gòu)件與鋪裝層連接。在波形伸縮板整體安裝作業(yè)完成后，將填充材料填充至內(nèi)置結(jié)構(gòu)，以此達(dá)到外界壓力變化時(shí)，伸縮結(jié)構(gòu)能夠借助滑動(dòng)內(nèi)置組件的位移而實(shí)現(xiàn)整體伸縮，有效規(guī)避伸縮縫常規(guī)性病害發(fā)生。

3.4 高性能砼養(yǎng)護(hù)施工材料優(yōu)化

多數(shù)干線公路橋梁伸縮縫病害發(fā)生，通常會(huì)伴隨有砼結(jié)構(gòu)的損壞，尤其是在橋梁承載力較大或溫差較大環(huán)境條件下，這種現(xiàn)象更為顯著，因此在需要將常規(guī)砼材料替換為高性能砼材料，以通過(guò)養(yǎng)護(hù)作業(yè)提升橋梁伸縮縫穩(wěn)定運(yùn)行水平。以當(dāng)前常用的普通砼材料為例，雖然養(yǎng)護(hù)造價(jià)成本較低，但耐久性和沖擊性都相對(duì)較差；部分公路養(yǎng)護(hù)單位所使用的鋼纖維砼材料雖然能夠在一定程度上改進(jìn)這方面問(wèn)題，但依然存在整體造價(jià)成本高，易受外界影響而生銹等問(wèn)題[6]。利用高性能混凝土水泥、高性能混凝土用骨料、高效減水劑及摻和料等材料制備而成的高性能砼養(yǎng)護(hù)材料，能夠有效解決上述問(wèn)題，但是在具體養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，應(yīng)當(dāng)在技術(shù)人員指導(dǎo)下做好配合比設(shè)計(jì)，以確保砼性能充分發(fā)揮出來(lái)。

3.5 伸縮縫損傷養(yǎng)護(hù)澆筑

砼澆筑環(huán)節(jié)，需注意采用合理措施做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)及中央隔離帶的保護(hù)，尤其是做好防水處理，在澆筑作業(yè)中做好鋪裝高度和振搗控制，避免混凝土中摻有氣泡，在后續(xù)運(yùn)行中出現(xiàn)裂縫。養(yǎng)護(hù)澆筑作業(yè)需遵循“快插、慢拔”原則，直至表層無(wú)泛泡現(xiàn)象為止。澆筑作業(yè)應(yīng)保持連續(xù)性，避免在振搗裝置中有凝結(jié)現(xiàn)象。在澆筑作業(yè)時(shí)，跨中部位的混凝土厚度通?？刂圃?0cm以上為宜，兩端澆筑厚度可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，以有效規(guī)避后續(xù)病害發(fā)生隱患。

4 結(jié)語(yǔ)

普通干線公路橋梁伸縮縫病害處治具有較強(qiáng)的技術(shù)性，在當(dāng)前綠色養(yǎng)護(hù)、數(shù)字養(yǎng)護(hù)理念導(dǎo)向下，養(yǎng)護(hù)部門(mén)需注重全過(guò)程施工參數(shù)監(jiān)測(cè)，搭建完善的數(shù)據(jù)采集、傳輸及分析系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確評(píng)估處治及養(yǎng)護(hù)成效，并為后續(xù)同類病害處治提供參考，推動(dòng)公路養(yǎng)護(hù)朝向高質(zhì)量方向轉(zhuǎn)型。

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