對公路橋梁伸縮裝置的病害探因與優化

摘要:本文主要從橋梁伸縮裝置在設計、制造、施工和養護等階段分析其病害原因，并提出病害防治措施。

關鍵詞:橋梁；伸縮裝置；病害；防治措施

橋梁伸縮裝置主要作用是保證橋面的自由變形并起到加固梁端、填充間隙的作用，是橋梁工程的重要附屬結構。隨著公路橋粱修建規模的不斷擴大，橋梁車輛通行量也不斷增大，車速的提高和軸重的增長，對橋梁伸縮裝置的要求越來越高。其耐久性、行駛舒適性、防水性、施工方便性、維修簡便性和經濟的合理性，日益受到業內人士的重視，產品更新很快，但伸縮裝置的病害和損壞也很普遍。因而，對其病害和損壞原因進行分析，對設計施工等提出改進的建議很有必要，以減少病害，延長壽命。

1 伸縮裝置破壞原因分析

橋梁伸縮裝置是橋梁的薄弱部位，它裝置在梁端。相鄰區域很小的不平整就會使它承受很大的沖擊力。由于長期暴露在自然環境中。直接承受車輛的反復沖擊，受到雨雪、泥沙、油污的直接侵蝕，使用環境惡劣，所以伸縮裝置是橋梁上最容易受到破壞的部位。造成橋梁伸縮裝置破壞的因素從廣義上可以歸咎為伸縮裝置與其實際受力狀況不相適應。這種不一致既有伸縮裝置設計選型、制造方面的原因。又有施工、養護管理方面的原因。

1.1 設計

(1)設計時梁端部未能慎重考慮，在反復荷載作用下，梁端破損引起伸縮裝置失靈。有些橋梁結構，橋面板端部剛度不足，當橋面板受到汽車荷載作用時，因翼板較薄，橫向聯系較弱，導致橋面板反復變形過大；(2)伸縮量計算不準確，沒有考慮到伸縮裝置安裝時的實際溫度對伸縮裝置的影響，伸縮裝置本身無法或很難調整初始位移量，選型不當，采用過小的伸縮間距，導致伸縮裝置破損；(3)一些設計是將伸縮裝置的錨固件置于橋面鋪裝層中，與主梁（板）連接的部分很少，而且力的分布不容易傳遞，微小的變形可能演變成大的位移，最終導致砼粘結力的失效；(4)使用粘結或橡膠材料等制造的新型伸縮裝置，材料和結構選擇不當，防水、排水設施不完善，造成錨固件受腐蝕，梁端和支座侵蝕嚴重；(5)設計上未嚴格規定伸縮裝置兩側的后澆砼和鋪裝層材料的選擇、配合比、密實度和強度，產生不同程度的破壞，致使伸縮裝置營運質量下降。

1.2 材料工藝、制造

伸縮裝置目前所用的材料基本上都是橡膠和鋼材。前者太柔而后者太硬。只有解決好剛柔的問題，伸縮裝置才能經久耐用。另外就是制造工藝達不到技術要求。

1.3 施工

（1）對橋梁伸縮裝置施工工藝重視不夠，未能嚴格掌握施工工藝和標準，并按安裝程序及有關操作要求施工，致使伸縮裝置不能正常工作；（2）伸縮裝置兩側水泥砼和瀝青砼鋪裝層結合不好，碾壓不密實，容易產生開裂、脫落。加上剛柔相接，容易產生臺階，最終引起伸縮裝置的破壞；（3）后澆砼（或其它填充料）澆注不密實，時常出現蜂窩、空洞等，達不到設計的強度要求，難以承受車輛荷載的強烈沖擊。有時提前開放交通，致使過渡段的錨固混凝土產生早期損傷，從而導致伸縮縫營運環境下降；（4）伸縮裝置安裝是橋梁施工最后幾道工序之一，為了趕竣工通車，忽視內部質量管理，施工人員疏忽大意，伸縮裝置錨固鋼筋焊接的不夠牢固或產生遺漏預埋鋼筋的現象，梁端伸縮縫間距人為地放大和縮小，定位角鋼位置不正確，給伸縮縫本身造成隱患，質量不能保證。

1.4 養護管理

伸縮裝置在使用期間要經常清理縫內的雜物。對鋼組件要定期進行防銹處理，如果不進行養護就會使使用壽命縮短。由于現在重型車輛大幅度增加，超載現象也屢禁不止，導致伸縮裝置所承受的車輛荷載超過設計承載力。任何裝置都有一個承載力的問題。伸縮裝置也一樣。如果車流量遠遠超過預計，車輛又嚴重超載，就會造成伸縮裝置的實際受力比設計承載力大的多，其后果就是過早破壞。

2 伸縮裝置設計、施工及養護管理的優化

2.1 科學合理選用伸縮裝置

合理選定型式是保證橋梁伸縮裝置有較好的使用效果和耐久性極為重要的第一環節。首先要根據道路性質、橋梁類型，準確計算伸縮量，并預留必須的富裕量而適當選大一型號。其次要綜合考慮道路、橋梁和伸縮裝置整體的耐久性、平整性、排水性和防水性、施工性、維修性及經濟性等，盡量選用構造簡單。施工、維修容易的伸縮裝置。

2.2 對伸縮裝置的橋面板端采取加強措施

由伸縮裝置破壞的主要原因可知。其質量好壞、壽命長短關鍵是錨固系統，而錨固的基礎是過渡段砼，即橋面板端部。因而，對此一定要進行特殊設計處理。在設置伸縮裝置的橋面板端部，根據選型產品的尺寸要求適當改變其尺寸和構造設計，確保過渡段后澆砼滿足尺寸要求，以增強過渡段砼的整體性。針對砼的震動破壞，可選擇快凝高強砼或高強度的環氧樹脂砼作為填充料。

2.3 嚴格掌握施工工藝標準和安裝工序進行施工

首先，應按選定伸縮裝置的技術要求，結合橋梁實際情況制定詳細的施工方案。其次要精心準備精心施工。要選擇適當的施工時機，安排足夠的工期。施工時應選擇氣溫低時進行，而且采用后裝法(先做橋面后安裝)。安裝前槽口清理尺寸要夠，沖洗要干凈徹底。定位時，要按照實際溫度對定位尺寸，預留縫寬進行調整。焊接要注意順序，焊接長度要滿足規范要求。澆筑砼時要振搗充分，使之密實。并盡量與橋面齊平，誤差不超過lmm。施工后特別注意加強養護和保護。

2.4 采用改性橋面鋪裝

保證伸縮裝置處的橋面平整度影響橋梁伸縮裝置處的橋面平整度的因素除了伸縮裝置的安裝質量，形式的選擇，伸縮體的受壓與受拉狀態下的變形等情況，另外，還有一種很重要的因素。那就是橋面鋪裝材料的影響。如果橋面鋪裝是砼的f剛性)，則其平整度在長期的使用過程中，基本沒有變化。如果橋面鋪裝是瀝青砼的f柔性1。情況就不同了。長期在反復車輪荷載作用下的壓縮推移變形。使伸縮裝置錨固系統的現澆砼與瀝青砼產生一定的高差。造成了該處的跳車。灌人式半剛性橋面鋪裝就是為解決這一問題而出現的一種改性材料。這種鋪裝是以瀝青砼作為基體與改良的水泥漿組合而成。它的使用。比較理想的解決了伸縮裝置的平整度問題。

2.5 加強維護與保養

（1）在橋梁伸縮裝置前后出現輕微凸凹不平、細微裂縫、異常響聲時，應從橋面板底部觀察伸縮裝置的狀態、產生的聲音、振動情況等各方面進行觀察、分析，確定伸縮裝置的運營狀況、破損的具體部位、損壞程度并根據具體情況制定修補方案及時進行維修保養。（2）在伸縮裝置附近的橋面，應及時清理泥沙及雜物，特別是在冬季及雨季，以防止泥沙及雜物隨雨雪水進入伸縮縫中，污染及阻礙伸縮裝置的正常伸縮及銹蝕伸縮裝置。（3）對于損壞嚴重的伸縮裝置必要時應進行大修或進行更換。伸縮裝置的大中修一般要影響交通可根據具體情況進行交通管制，或半幅斷交。或白天開放交通夜間進行施工。夜間進行施工時，首先要注意安全這是很重要的，白天開放交通時，應使用橋面蓋板保障車輛正常運行，同時也保護橋面和伸縮裝置。不論采取哪一種施工方法橋梁伸縮裝置的大中修，應考慮快捷、簡便的施工方法，采用構造簡單經久耐用的伸縮裝置。在施工前必須對伸縮裝置的材料性質、構造形式和施工工藝進行充分的研究分析綜合考慮。

3 結語

伸縮裝置是橋梁的一個重要組成部分，很容易發生損壞，對橋梁本身安全和營運帶來嚴重的影響。如果設計、施工時及養護期間對伸縮裝置予以足夠的重視并加以改進和完善，那么伸縮裝置的病害一定會減少，使用壽命也大大延長，橋梁本身安全和車輛營運安全一定會得到更好保證。

參考文獻

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