公路橋梁伸縮縫常見病害成因分析及養護管理措施

程翔

摘要：受到設計、施工、養護、環境、行車荷載等方面的影響，公路橋梁伸縮縫在長期使用過程中不可避免的會出現破損病害，嚴重影響橋梁結構的安全性和行車的舒適性。這就需要結合伸縮縫病害產生原因、危害程度，采取有效的伸縮縫修補措施，為公路行車的暢通提供保障。采用橋梁伸縮縫快速更換技術，加上對施工方案和施工隊伍進行合理的組織，能夠確保在最短的時間內實現公路行車的暢通。

關鍵詞：公路橋梁 伸縮縫 常見病害 養護管理

中圖分類號：X734 文獻標識碼： A

正文：

公路橋梁作為我國交通體系的重要組成部分，車流量較大，車速高，重載、超載車輛多。經過長期使用，加上受到復雜環境條件的影響，公路橋梁伸縮縫不可避免的會出現破損，嚴重影響到了橋梁結構的安全性和行車的舒適性。采用常規的伸縮縫更換方法所需工期長，影響整個高速公路的暢通。為了保證在最短的時間內完成伸縮縫修補和更換，必須采取一系列橋梁伸縮縫快速修補和更換技術，以保證公路的暢通。

正文：

1.公路橋梁伸縮縫的分類

橋梁伸縮縫的種類較為復雜， 根據不同的分類標準對伸縮縫的分類也是多種多樣。 通常按照伸縮裝置與構造的特點來劃分， 可將伸縮裝置分為以下幾種： a）對接式伸縮裝置； b）鋼制文承式伸縮裝置； c）組合剪切式（板式）橡膠伸縮裝置； d）模數支承式伸縮裝置； e）無縫式（暗縫型）伸縮裝置（主要類型有GP型、 TST彈塑體、 EPBC彈塑體等）。

２伸縮縫病害類型及產生的原因

２.１伸縮縫常見的病害類型及成因

型鋼伸縮縫變形，是由于橡膠止水帶破損、錨固區混凝土碎裂、網裂、型鋼伸縮縫嚴重變形、伸縮縫焊縫斷裂。伸縮縫橡膠損壞，主要因為鉚釘松動、橡膠板變形、斷裂等。伸縮縫堵塞，主要因為沙石等雜物的積累，導致伸縮縫喪失自由漲縮的性能，溫度升高時主梁不能自由伸展，嚴重時梁與梁之間的推力會導致主梁的頂起或橋臺背墻開裂。伸縮縫過窄，是由于安裝時伸縮縫的寬度不適當，致使預留壓縮量不夠，伸縮縫出現擠死，隨著內應力增大最終擠壞伸縮縫體混凝土，造成橋面出現坑槽等。伸縮縫高差，主要由于橋臺沉陷、安裝誤差以及支座墊石碎裂等，造成橋梁一側低于路面一側，形成橋頭跳車現象，又由于橋頭跳車在伸縮縫附近引起較大的沖擊荷載，導致伸縮縫破損。

２.２設計方面的原因

安裝時，開口預留伸長長度不夠，導致橡膠條容易拉斷，當橋面雨水下漏時，支座等金屬結構件出現銹蝕，臺背與梁頭之間雜物進入，容易擠壞臺背和梁頭。伸縮縫兩側的型鋼高程不統一，此外型鋼剛度不夠，在安裝使用過程致使型鋼出現變形。伸縮量計算不準確，忽視了伸縮裝置的實際溫度對其自身的影響，伸縮裝置自身很難甚至無法調整初始位移量，伸縮縫選型不當且伸縮距過小，致使伸縮裝置破損。把伸縮裝置的錨固件安裝在橋面鋪裝層中，與主梁或板連接的部分不足，出現力的分布不均影響傳遞，微小的變形可能演變成大的位移，最終削弱了混凝土粘結力。使用新型伸縮裝置，選用粘結或橡膠材料等材料和結構不當的裝置，缺乏完善的防水和排水設施，導致錨固件受腐蝕，從而腐蝕梁端和支座。

２.３施工方面的原因

施工時，缺乏安裝臺背和梁頭的預留鋼筋，或預留錨固筋被運料車輛壓壞，削弱了伸縮縫的鋼筋與伸縮裝置預留的錨固筋連接性，混凝土澆筑后，伸縮縫整體剛度出現不足，在高速重載車的作用下，混凝土容易松散損壞，甚至破壞瀝青混凝土路面。伸縮裝置兩側的水泥及瀝青混凝土碾壓不夠密實，鋪裝層結合不好，導致混凝土開裂或脫落，最終破壞伸縮裝置性能。施工時，橡膠密封膠條施工不嚴密或鉚釘松動；橡膠密封膠條出現破損，嚴重時變形或斷裂。此外，安裝時伸縮縫兩端伸入護欄基座部分的抑角過小甚至沒抑角，出現嚴重漏水。施工人員不重視橋梁伸縮裝置的施工工藝，沒有嚴格按照工藝標準、安裝程序及操作要求進行施工，影響了伸縮裝置的正常運作。現場澆筑混凝土時，澆筑不密實，甚至出現蜂窩或空洞情況，導致路面承載力不足，車輛通行時由于振動產生沖擊力，迅速加大了伸縮裝置錨固系統和過渡段混凝土的承載力，在產生的高頻振動作用及反復的車輛瞬時荷載作用下，伸縮裝置錨固混凝土由于彈性不足而被破壞，在反復動載震動下，錨固裝置會出現變形并脫離混凝土，最終被破壞。施工人員為了趕竣工通車，在最后的伸縮裝置安裝工序中，往往忽視內部質量，致使伸縮裝置錨固鋼筋的焊接不夠牢固，甚至出現遺漏預埋鋼筋的情況，人為進行梁端伸縮縫間距的放大或縮小，致使定位角鋼位置不準確，導致伸縮縫存在質量隱患。伸縮裝置安裝檢查項目，見表１所列。

２.４養護不當造成的影響

原來的公路橋梁鋪裝層由于長期使用出現老化，缺乏定時的檢查維護，導致路橋的破壞逐漸擴展。進入伸縮裝置的砂土、雜物堆積，缺乏清理和維護，不能保證原設計的伸縮量。隨著車流量增加，車輛荷載及車輛的沖擊作用，必然增加原有的橋梁超載量，最終威脅到橋梁伸縮裝置的有效使用和耐久性。自然氣候對伸縮裝置的影響，如地震等其他惡劣氣候條件。

３伸縮縫損壞帶來的危害

伸縮縫的早期破壞，首先主要反映到橋面上，例如橋面出現坑槽，車輛通行時特別是夜晚行車，安全因素極低，降低了橋面的通行能力，造成不安全影響；其次，當伸縮縫出現擠死時，較輕時會頂壞臺背耳墻，嚴重時會擠壞梁頭，大梁報廢。若伸縮縫橡膠條損壞，路面的沙石、雜物就會掉進伸縮縫或卡在縫內，當氣溫發生變化時，位移時會擠壞梁頭或臺背；橡膠條損壞或斷裂，下暴雨時大量雨水便順著縫流入沒有全防的橋頭護坡，使護坡出現大量的水毀情況。

４伸縮縫病害的防治與養護

４.１縮縫病害的防治方法

４.１.１計算橋梁伸縮溫度取值，確定安裝預留量

大多數的公路橋梁，都是建設在外露的自然環境中，受到自然條件的影響，包括吸收和釋放太陽輻射、受周圍氣候溫度變化影響及空氣流動等影響，公路橋梁的溫度基本在不斷變化，所以，完工后的公路橋梁，不管是否通車運作，均是處于一個動態狀態下。

４.１.２正確計算橋梁伸縮量

進行橋梁伸縮縫選型時，常以ＸＦⅡ－系列作為依據，選型時考慮的因素：①溫度取值。②混凝土的徐變、混凝土的收縮系數。③橋端部轉角與Ｋ值的關系、材料膨脹系數。④橋面積溫等因素３０％富余量以及混凝土的彈性模量。安裝時，伸縮縫屆時的溫度的取值，在最高有效溫度Ｔｍａｘ和最低有效溫度Ｔｍｉｎ范圍內，隨著溫度的變化，伸縮縫會伸長或收縮，伸縮縫的變化量計算如下：

ΔＬｔ＝（Ｔｍａｘ－Ｔｍｉｎ）αＬ（１）ΔＬｔ（＋）＝（Ｔｍａｘ－Ｔｓｅｔ）αＬ（２）ΔＬｔ（－）＝（Ｔｓｅｔ－Ｔｍｉｎ）αＬ（３）

其中，ΔＬｔ表示隨溫度變化取得的橋梁總伸縮量；ΔＬｔ（＋）表示隨溫度變化取得的橋梁伸長量；ΔＬｔ（－）表示隨溫度變化取得的橋梁收縮量；Ｔｓｅｔ是伸縮縫安裝時的溫度值；α表示材料膨脹系數；混凝土材料，α＝１０×１０－６；Ｌ表示所計算梁體的長度。

４.２伸縮縫的養護措施

水泥混凝土澆筑結束后，應該覆蓋麻布袋，定時灑水養護，養護至少７ｄ。養護期間禁止通車。養護后，水泥混凝土強度達到設計強度的１／２后，才能安裝橡膠密封條，安裝前必須清理干凈縫內充當模板的泡沫板、纖維板、漏漿的混凝土硬塊等雜物后，才能嵌入橡膠條。設計時，應選用合適的伸縮縫裝置，２０ｍ以下小跨徑的中小橋不需設置伸縮縫，中、小橋選用Ｗ型伸縮裝置為宜，實踐證明Ｗ型、Ｖ型或空心板型的橡膠體都適合使用，病害的不在于橡膠體而在于整個伸縮裝置結構的設計是否合理。施工時施工人員要重視施工工藝，并嚴格按施工工藝標準及安裝程序進行。在養護管理方面，要及時清理伸縮裝置上的雜物，對于損壞或老化的構件要及時維修或更換；相關部門應有效控制橋梁的車輛超載行駛現象；定期對邊梁與橋面鋪裝連接處進行檢查，發現有損壞、裂縫或滲漏現象要及時修補，確保伸縮裝置與梁、板間的錨固強度；定期對伸縮裝置頂面檢查，看其是否平整，如有異常要認真檢查滑動承壓支座和滑動壓緊支座，如有損壞要及時更換。車輛通行后，要定期進行伸縮縫的養護和維修，這是確保伸縮裝置正常運作和延長其使用壽命的重要措施。定期清理伸縮縫內的沙石等雜物，避免雜物阻塞或損傷密封橡膠，確保伸縮裝置受力時的自由伸縮，發現橡膠帶破損的要及時更換；定期檢查邊梁與路面連接處，如出現損壞或裂隙應及時修補［１０］。

5.結語

綜上所述， 公路橋梁伸縮縫質量對公路橋梁結構安全性和穩定性有著顯著的影響， 做好伸縮縫的養護與加固工作是提升公路橋梁養護管理工作成效的關鍵之一。 公路橋梁伸縮縫的養護管理應防治結合， 在加強日常巡查、 檢查的基礎上， 就產生的伸縮縫病害采取合理有效的加固措施， 以此保障伸縮縫性能， 提升公路橋梁的結構安全性和行車舒適度。

參考文獻

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