橋梁伸縮縫現(xiàn)狀與維修加固技術(shù)研究——沈泉

1、橋梁伸縮縫現(xiàn)狀與維修加固技術(shù)研究沈泉1沈玉2 徐世敏1 （1 上海遠(yuǎn)通路橋工程有限公司，上海，201700；2. 西安萌興高等級(jí)工程股份有限公司，西安，710001）摘要：橋梁伸縮縫的質(zhì)量是直接影響橋梁服務(wù)質(zhì)量和使用壽命，本文介紹了橋梁伸縮縫的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)伸縮縫的病害成因進(jìn)行了分析，最后對(duì)防治措施進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞：伸縮縫，發(fā)展現(xiàn)狀，病害成因，防治措施1 引言橋梁伸縮縫是直接影響橋梁服務(wù)質(zhì)量和行車舒適程度，以及橋梁的使用壽命。以前只注重橋梁主體構(gòu)造而忽略了對(duì)配套設(shè)施的重視，從而造成了橋梁伸縮縫產(chǎn)生了不同程度的損壞。從我國(guó)已修建橋梁來看，伸縮縫損壞率已占一定的比例，增加了管理部門維修工作量和難

2、度，給交通運(yùn)輸帶來不便。隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，道路已向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，大型運(yùn)輸車輛逐年增多。由于車輛荷載等級(jí)提高，為保證車輛的行駛速度，這就要求橋梁上的配套設(shè)施與之相適應(yīng)?，F(xiàn)在一些技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家，對(duì)橋梁的伸縮縫設(shè)計(jì)和施工，都有比較明確的規(guī)定和要求。因此對(duì)橋梁伸縮縫的改造和處理也應(yīng)提到議事日程。2橋梁伸縮縫發(fā)展現(xiàn)狀眾所周知，在溫度變化、混凝土收縮與徐變、基礎(chǔ)的不均勻沉降、車輛荷載的影響下，橋梁長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化，從而使梁端發(fā)生位移，為適應(yīng)這種位移并保持行車平順，就必須設(shè)置橋梁伸縮縫裝置。由此可見，橋梁伸縮縫的作用，在于調(diào)節(jié)由溫度變化、車輛荷載環(huán)境特征和建筑材料物理性能所引起的上部結(jié)構(gòu)之間位移

3、 。一般來說，伸縮縫應(yīng)具有較好耐久性、行駛舒適性、良好防水性、施工方便性、維修簡(jiǎn)單性。目前應(yīng)用過的伸縮縫有：1、鋅鐵皮伸縮縫該種伸縮縫在我市早期使用，多用于小型橋梁，伸縮量一般在2cm4cm，由于鋅鐵皮沒有很好的和主梁固定，使用后均有損壞。主要表現(xiàn)為：軟性防水材料(瀝青砂、聚乙稀膠泥)老化脫落、縫中夾入石料等雜質(zhì)后，不能自由變形，造成鋅鐵皮斷裂、腐蝕、使縫中后填部分高低不平現(xiàn)已趨向淘汰。2、連續(xù)橋面鋪裝伸縮縫為了減少橋面伸縮縫數(shù)量，增加行車的平穩(wěn)性，連續(xù)橋面鋪裝伸縮縫，它多用于多跨簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)。從使用情況來看效果較為理想，但也有一定問題如橋面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，并有漏水現(xiàn)象，建議在加強(qiáng)鋼筋范圍內(nèi)兩側(cè)與

4、中間部位設(shè)置假縫2×1 cm。3、橡膠條伸縮縫該種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，伸縮量一般在46cm，通過使用觀察效果欠佳，維修次數(shù)較多，主要表現(xiàn)有：膠條斷裂脫落，造成漏水、下陷或扭轉(zhuǎn)、錨固件變形松動(dòng)、行車有顛簸現(xiàn)象并發(fā)出噪聲。4、鋼板伸縮縫（包括梳形板伸縮縫）這兩種伸縮縫在80年代修建的大中橋梁中應(yīng)用較多，尤其是梳形板伸縮縫。該種伸縮縫具有耐久性好，不易變形腐蝕，行車也比較平穩(wěn)，但在一定程度上存在不足如：鋼板不易焊牢；錨固不強(qiáng)，有較大的漏水現(xiàn)象使主梁受凍、受腐，影響橋梁的使用壽命和橋梁美觀，鋼板松動(dòng)后，車輛行駛時(shí)發(fā)出較大噪聲，縫內(nèi)夾進(jìn)雜物時(shí)活動(dòng)異常。5、橡膠板伸縮縫此種伸縮縫在我國(guó)是一種較為新型的伸縮

5、裝置，伸縮量一般在10cm左右，最大變形可達(dá)35cm左右。通過幾年的使用，伸縮縫破壞主要是錨固件松動(dòng)損壞；橡膠板被剪壞；伸縮縫本身剛度不夠。目前對(duì)該種伸縮縫已做了較大改進(jìn)。6、毛勒型伸縮縫該伸縮縫是我市在修建永和橋時(shí)引進(jìn)的一種伸縮縫裝置，為德國(guó)毛勒公司產(chǎn)品，它把鋼和橡膠特性融為一體，取長(zhǎng)補(bǔ)短，效果較為理想。7、彈塑體埋置式伸縮縫彈塑體埋置式伸縮縫是近幾年推廣應(yīng)用的新型伸縮縫，能夠滿足中、小橋的伸縮和行車舒適性要求，其施工簡(jiǎn)單，便于維修，防水效果好等特點(diǎn)，在許多橋梁改造工程中得到廣泛應(yīng)用，效果較好。3 病害原因分析橋梁伸縮裝置由于設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱的部位，直接承受車輛荷載的反復(fù)作用，又暴露于大自

6、然中，受到各種自然因素的影響，因此，伸縮裝置易損壞、難修補(bǔ)的部位。伸縮裝置產(chǎn)生破損原因是多方面的，主要有：1、設(shè)計(jì)考慮不周設(shè)計(jì)時(shí)梁端部位未能從結(jié)構(gòu)受力角度加以分析研究，在反復(fù)荷載作用下，梁端破損引起伸縮裝置失靈。另外，有時(shí)橋梁的變形量計(jì)算不恰當(dāng)，采用了過大或過小的伸縮間距，導(dǎo)致伸縮裝置破損。2、伸縮裝置自身問題伸縮裝置本身構(gòu)造剛度不足，錨固構(gòu)件強(qiáng)度不足，在營(yíng)運(yùn)過程中產(chǎn)生不同程度的破壞。3、伸縮裝置后澆壓填材料選擇不當(dāng)。對(duì)伸縮裝置的后澆壓填材料、施工工藝沒有認(rèn)真對(duì)待，對(duì)工藝要求不嚴(yán)，致使伸縮裝置營(yíng)運(yùn)質(zhì)量下降，產(chǎn)生不同程度的病害。4、施工質(zhì)量問題施工過程中，梁端伸縮縫間距沒有按設(shè)計(jì)要求完成，人為地

7、放大或縮小，定位角鋼位置不正確，致使伸縮裝置不能正常工作。這樣會(huì)出現(xiàn)下列情況：由于縫距太小，橡膠伸縮縫因超限擠壓凸起而產(chǎn)生跳車；由于縫距過大，車輛荷載沖擊和震動(dòng)下，伸縮縫橡膠帶松動(dòng)跑出定位角鋼，產(chǎn)生了另一類跳車。施工伸縮裝置錨固鋼筋焊接不夠牢固或產(chǎn)生遺漏預(yù)埋錨固鋼筋或與伸縮縫澆筑工藝不好，給伸縮縫本身造成隱患；使用過程中，在反復(fù)荷載作用下致使伸縮縫損壞。5、連續(xù)縫設(shè)置不夠合理為了減少伸縮縫裝置、節(jié)省造價(jià)，現(xiàn)簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)大量采用橋面連續(xù)。目前由于連續(xù)縫設(shè)置過長(zhǎng)，使結(jié)構(gòu)變形過大，假縫的寬度和深度設(shè)置不夠合理、不夠完善，影響了連續(xù)縫的正常工作。6、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)橋梁在營(yíng)運(yùn)過程中，后澆壓填材料養(yǎng)護(hù)管理不善，橋面

8、沒有經(jīng)常進(jìn)行清掃，導(dǎo)致伸縮裝置逐漸破損。7、橋面鋪裝的影響接縫處橋面凹凸不平，橋面鋪裝層老化等均可引起伸縮裝置破損。8、交通流量影響橋梁在營(yíng)運(yùn)過程中，車流量大、車速快、載重車輛多，巨大的車輪沖擊力造成板式伸縮縫、橡膠伸縮縫的某些伸縮裝置部件破損、松動(dòng)、脫落，有的甚至引起橋面破壞，嚴(yán)重影響行車安全。 總之，形成橋梁伸縮縫處跳車的原因是多方面的，設(shè)計(jì)考慮不周、材料不良、營(yíng)運(yùn)條件惡劣、施工管理不善和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)戎T多原因都可導(dǎo)致橋梁伸縮縫裝置不同程度的損壞。4 防治措施研究 1、梁端特殊設(shè)計(jì)梁端部要具有足夠的剛度，以滿足運(yùn)營(yíng)過程中反復(fù)荷載的作用。設(shè)計(jì)過程中要結(jié)合伸縮縫安裝時(shí)溫度確定適當(dāng)?shù)纳炜s縫間距，以保

9、證伸縮裝置的正常運(yùn)營(yíng)與使用。2、合理選用伸縮縫裝置選用伸縮縫裝置最主要是本身的剛度和質(zhì)量。理想的伸縮裝置必須滿足下列要求：（1）滿足上部結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺(tái)之間的位移。（2）伸縮裝置錨固是牢固可靠、經(jīng)久耐用，能夠抵抗機(jī)械磨損、碰撞。（3）車輛行駛平穩(wěn)、舒適。（4）能防止雨水和垃圾滲入。（5）安裝方便、簡(jiǎn)單，易檢查且便于養(yǎng)護(hù)。目前公路建設(shè)中采用伸縮裝置類型較多一般采用仿毛勒伸縮縫、TST彈塑體與碎石填充型伸縮裝置等。根據(jù)各種伸縮裝置的使用狀況及適應(yīng)范圍進(jìn)行分析對(duì)比，選擇采用最經(jīng)濟(jì)最合理的伸縮縫裝置。3、伸縮裝置的安裝（1）伸縮裝置錨固寬度的要求。伸縮縫預(yù)埋鋼筋在梁(板)端部和橋臺(tái)錨固應(yīng)具有一定

10、寬度。考慮到施工工藝要求，伸縮裝置錨固寬度按50cm進(jìn)行設(shè)置為適宜，橋臺(tái)上宜采用背墻寬度進(jìn)行設(shè)置，但背墻寬度不應(yīng)小于30cm，這既方便了橋面板、現(xiàn)澆混凝土鋪裝層施工，也使伸縮裝置穩(wěn)定性得到了保障。（2）伸縮裝置錨固鋼筋的要求。在預(yù)制梁(板)端部和背墻內(nèi)預(yù)埋伸縮裝置錨固鋼筋是在兩種不同情況下進(jìn)行。施工中要保證錨固鋼筋位置要明確，定位角鋼牢固地與梁(板)和背墻混凝土聯(lián)結(jié)成整體，以確保其作用。（3）伸縮裝置定位型鋼要準(zhǔn)確伸縮裝置定位型鋼一定要依據(jù)安裝時(shí)測(cè)定出的溫度、計(jì)算伸縮量來調(diào)整兩塊定位型鋼之間的距離，并按橋面高度將定位型鋼焊接到予埋鋼筋上，嚴(yán)格控制伸縮縫的間距及高程，確保伸縮縫工藝要求。4、連續(xù)

11、縫的設(shè)置連續(xù)縫寬度按橋的設(shè)計(jì)跨徑和梁(板)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度之差值進(jìn)行設(shè)置，30m組合T梁連續(xù)縫寬6cm；各種板梁連續(xù)縫寬4cm；彎道上的橋在蓋梁上設(shè)置楔形塊調(diào)整橋面曲線，楔形塊部位的連續(xù)縫按兩條縫進(jìn)行設(shè)置，每條縫寬度不宜小于4cm。橋面連續(xù)縫處，變形假縫的寬度和深度必須規(guī)范、統(tǒng)一，縫的寬度和深度宜按0.5cmx2.5cm鋸縫進(jìn)行設(shè)置，縫的位置應(yīng)設(shè)在連續(xù)縫加強(qiáng)部分兩側(cè)及中間部位，以避免受力后開裂。5、伸縮縫的養(yǎng)護(hù)伸縮裝置在運(yùn)營(yíng)過程中必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，為伸縮縫裝置創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，使其正常工作。6、完善連續(xù)縫的設(shè)置目前連續(xù)縫的設(shè)置不夠完善，需從設(shè)計(jì)上進(jìn)行改進(jìn)。增設(shè)鍍鋅鐵皮 連續(xù)縫處通常涂?jī)蓪訛r青，中間鋪設(shè)一層油毛氈（簡(jiǎn)稱二油一氈）或涂?jī)蓪尤榛癁r青，中間鋪設(shè)一層土工布（簡(jiǎn)稱二油一布）。輕質(zhì)保障材料不宜使用連續(xù)縫內(nèi)填塞輕質(zhì)包裝材料，主要是為了襯托油毛氈或土工布不下?lián)虾筒槐幻浟选？傊纬蓸蛄荷炜s縫病害的原因是多方面的，設(shè)計(jì)考慮不周、材料不良、營(yíng)運(yùn)條件惡劣、施工管理不善和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)戎T多原因都可導(dǎo)致橋梁伸縮縫裝置不同程度的損壞。我們必須從設(shè)計(jì)、原材料、施工等多方面加以考慮，綜合防治，已達(dá)到減少橋梁伸縮縫病害，提高橋梁服務(wù)質(zhì)量和行車舒適