公路橋梁伸縮縫的病害分析及施工

田俊軍

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西晉中 030600)

伸縮縫是橋梁結構的重要組成部分，是確保橋梁質量的關鍵部位。隨著交通量的增多、重載車輛不斷增加，我國很多橋梁在剛通車不久，因受過往車輛碾壓，出現了斷裂，伸縮縫鋼架裸露等病害。很多通行時間長久的橋梁，由于車輛行駛中異物跌落及梁端施工存在的多余混凝土等原因，出現了諸如伸縮縫堵塞、縫體脫落和混凝土表面局部剝落，甚至破損等病害。

伸縮縫是確保橋梁自由伸縮的關鍵，會對橋梁使用性能及通車帶來嚴重的影響。橋梁伸縮縫破壞后，不僅會降低行車的舒適度，還會對橋梁的結構安全產生不利影響。伸縮縫的損壞，會破壞橋梁結構的防水層，遭受流水侵蝕后，使橋梁支座產生銹蝕，對梁體的正常收縮產生不利影響，這對橋梁的整體結構安全是很不利的。

橋梁伸縮縫施工是一道非常關鍵的工序。施工質量會對橋梁的整體連接產生重要影響，出現各種破壞，給橋梁結構安全帶來嚴重破壞，嚴重的甚至會導致行車的安全事故的發生。因此，研究伸縮縫施工工藝，并做好施工中的質量控制，確保伸縮縫的安裝質量，這對提高橋面的使用性能并延長其使用壽命是十分有利的。

1 橋梁伸縮縫的工作原理

伸縮縫，英文名:Expansion Joint，為了適應材料脹縮變形對結構的影響而在結構中設置的間隙。

在橋梁結構中，為確保車輛行駛的舒適度，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺等接縫處安裝伸縮縫裝置(見圖1，圖2)。

橋梁伸縮縫裝置的工作原理:橋梁受溫度影響較大，存在熱脹冷縮現象。在夏天，當溫度較高時，梁體就會產生膨脹現象;同樣的道理，冬天冷的時候，就會產生收縮。利用橋梁伸縮縫裝置的拉伸作用，當氣溫較高時，橋梁膨脹伸長，伸縮縫壓縮;當氣溫較低時，橋梁縮短，伸縮縫拉長。通過伸縮縫裝置的拉伸作用來緩沖梁體產生的膨脹和收縮，以降低其對橋梁結構產生的不利影響，防止出現橋梁結構破壞甚至斷裂的危險。

圖1 梳齒式伸縮縫裝置

圖2 橋梁型鋼伸縮縫裝置

橋梁伸縮縫的質量在很大程度上直接決定著橋梁工程的質量。公路橋梁投入使用，運營一段時間后，由于高速行駛的車輛輪胎運動產生的反復載荷，橋梁伸縮縫出現的早期損壞現象，直接影響著行車舒適度和安全性。

2 橋梁伸縮縫常見病害及應對措施

橋梁伸縮縫的破壞是從過渡段的混凝土開始的。當車輛輪壓產生的動載壓在伸縮縫上時，其荷載通過錨固系統傳遞到過渡段混凝土上，再傳遞到梁板上。

在我國公路橋梁上，常見的伸縮縫病害主要有伸縮縫鋼架裸露、伸縮縫堵塞、縫體脫落、混凝土局部剝落等。

伸縮縫病害的產生，除伸縮縫自身的質量原因外，公路橋梁伸縮縫損壞的原因主要是施工質量控制不嚴格和設計兩個方面。

2.1 施工方面的原因

1)在橋面進行伸縮縫安裝工程中，絕大多數是先鋪裝橋面混凝土后安裝伸縮縫。在施工中，預留的混凝土槽由于表面不平整，進行伸縮縫安裝后，會產生灌縫混凝土的厚度不均。當車輪碾壓后，較薄處的混凝土易損壞。

應對措施:加強施工質量控制，嚴格按照規范施工，控制各個部位的高程。

2)伸縮縫安裝，相對橋梁主體部位施工，顯得工程量很小，沒有認真、嚴格地控制伸縮縫的施工質量，留下了諸多隱患。如:伸縮縫鋼筋的焊接質量絕大多數達不到要求;伸縮縫兩側預留槽內的混凝土澆筑質量(主要是振搗密實度和平整度不足)問題;預留槽內塵土和雜物清理不干凈，使得澆筑前后的混凝土形成兩張皮，受到沖擊后易遭到破壞。

應對措施:重視施工現場管理，確保按照規范要求施工，做好施工過程前中后的監督。

3)橋頭搭板沉降是導致伸縮縫損壞的一個重要因素(見圖3)。橋梁臺背回填的質量難以控制，大多數搭板容易出現沉降現象，使得伸縮縫前后難以平整，增加車輪對伸縮縫的沖擊力度。

圖3 橋頭搭板發生沉降

圖4 伸縮縫焊點斷裂造成型鋼脫落

應對措施:臺背回填挖好臺階，嚴格落實壓實度要求。

2.2 伸縮縫的設計原因

1)在很多伸縮縫損壞中，構件焊點太小是導致型鋼脫落的主要原因(見圖4)，從而發展成混凝土破壞。

應對措施:增加伸縮縫構件的焊點數量。

2)預留槽內灌注的混凝土不能滿足受力要求。伸縮縫在輪胎荷載的反復沖擊作用下，混凝土易產生疲勞破壞。當伸縮縫兩側的混凝土損壞后，隨著車輪的反復碾壓沖擊，會使得伸縮縫裝置的損壞速度加快，損壞程度加深，這會直接縮減伸縮縫的使用壽命。

應對措施:改進混凝土品質，使用纖維混凝土使之具有一定柔性。

3)在施工中，預埋筋埋設過低(高)及前后錯位，甚至漏埋預埋筋，使得伸縮縫錨筋無法正常搭接，是導致混凝土破壞的一個重要原因。

應對措施:加強監理和施工單位的質量控制。

伸縮縫病害破壞了橋梁的整體連接性，對路面行車的舒適和安全造成不利影響。因此，做好伸縮縫的安裝設計和安裝中的質量控制，這是確保橋梁伸縮縫裝置正常運行的基礎。

3 橋梁伸縮縫的施工

公路橋梁伸縮縫的施工在橋梁施工中是一道非常關鍵的工序。

在大多數橋梁伸縮縫安裝工程中，采用的是“先攤鋪路面，再切割預留槽，最后進行安裝”的施工方法。采用該法安裝伸縮縫，施工難度不大，可以有效解決伸縮縫處的跳車問題，但其工序比較復雜。

伸縮縫的施工流程:

測量→劃線→切縫→破除混凝土及雜物→安堵梁縫間泡沫板→伸縮縫吊裝就位→調整好伸縮縫位置、高程等→錨固→解除鎖定→澆筑混凝土→抹面養生。

1)切割出伸縮縫預留槽。當混凝土路面鋪攤完工后，再進行伸縮縫開槽作業。用顯眼線條標示出切割位置;為防止切割時污染路面，用膠帶紙把塑料膜沿線條外側粘貼在上面層上;下鋸切割時，確保切面與路面垂直;最后，鑿毛預留槽內的混凝土，清除浮漿。

2)伸縮縫裝置就位。將伸縮縫裝置置入預留槽內;確保伸縮縫裝置的中心線與預留槽間隙的中心線重合;穿橫向聯結水平鋼筋，將邊梁墊起，不可懸空;給伸縮縫裝置涂刷防銹漆，特別是凹槽內及外露面;嵌入密封膠條。

3)伸縮縫錨固。即是將伸縮裝置邊梁上的錨固鋼筋與預留槽內的預埋鋼筋進行焊接。在焊接中，最好一次全部焊牢。如一次焊接完成有困難，可先將一側焊牢，再將另外一側焊牢，最后再焊接水平鋼筋與錨固鋼筋。當焊接作業完成后，切記去掉固定卡具，確保伸縮縫自由伸縮。

4)安裝模板和澆筑混凝土。待上述工序完成后，安裝模板并澆筑混凝土。模板安裝后要牢固嚴密，不可出現空隙，以防止澆筑時混凝土流出產生污染;按照設計強度要求，在預留槽內澆筑混凝土;確保澆筑的密實度。最后，清潔有關部位，安裝好密封條。

待預留槽內的混凝土強度滿足設計要求后，即可通車。

4 結語

橋梁伸縮縫裝置的作用是對由車輛荷載、環境特征和橋梁材料的物理性能所引起的上部結構之間的位移和連接進行調節。伸縮縫能否正常運行，直接決定著行車的舒適度及橋梁的結構安全。做好伸縮縫安裝設計，確保安裝質量，對于提高橋梁的使用性能和結構安全具有重要意義。因此，嚴格設計要求，確保施工質量，實現伸縮縫的長期使用，減少更換次數是可以實現的。

［1］周金龍，甘肅路橋三公司.公路橋梁伸縮縫裝置施工要點［Z/OL］.http://wenku.baidu.com/link?url=IFdBNQneo_dj1jCeCeV4na_P1WhP_0QqyEwbcKWdSCFnNbxf0nkaEGzcjAo5-R8TRLdVeIMBkD39qU6zOADy6PRiCqvh6uSQHEyw9NL73Jm，2014-03-30.

［2］黃民水.南陽宛坪高速公路橋梁工程病害防治匯報大綱之伸縮縫病害［Z］.2005.

［3］百度百科—伸縮縫［Z/OL］.http://baike.baidu.com/link?url=TTNXPBMfjy093jBTizlAza-m85BFanTrEKMohBf8bYJ2KXNB6DK9rMiLwu-koN1f，2014-03-30.

［4］李世芳.公路橋梁中伸縮裂縫中的技術分析［J］.山西建筑，2012，38(4):189-190.