淺論模數式橋梁伸縮縫的破壞分析及維修養護技術

王建波

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇 南京211526）

淺論模數式橋梁伸縮縫的破壞分析及維修養護技術

王建波

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇 南京211526）

本文結合筆者實踐，對模數式伸縮縫病害原因及等級進行劃分，同時提出維修更換原則及注意事項，通過分享經驗、以期在提高伸縮縫維修更換質量方面有所裨益。

伸縮縫；破壞形式原因；維修更換；探討

橋梁在營運過程中，伸縮裝置是承受載荷的關鍵構件，在車輛碾壓荷載反復作用下，極易造成損壞，嚴重威脅行車安全。伸縮裝置一旦破壞，需盡快維修保證行車安全，但在不能完全中斷交通情況下進行作業，將是非常危險和麻煩的事情，特別是如何根據伸縮縫破壞形式，詳細分析原因，制定科學合理維修方案以避免修了再修至關重要。本文針對橋梁運營中應用最廣泛的模數式伸縮縫維修及更換，從破壞形式及原因分析、維修更換原則、施工要點做一探討。

1 伸縮縫破壞形式

伸縮縫破壞形式多種多樣，不同的地區和路段均有所不同。筆者根據經驗將模數式伸縮縫破壞形式分為三類：

1.1 異型鋼破壞：表現為（1）單縫邊梁以及多縫的中梁斷裂，出現晃動、噪聲甚至彈出路面。（2）中梁與橫梁焊縫脫落。（3）位移箱承壓（壓緊）支座變形脫落、聯動機構失效。（4）錨環（板）與型鋼脫焊。圖1，圖3

1.2 混凝土破碎：表現為（1）型鋼兩側錨固混凝土開裂。（2）型鋼與錨固砼分離。（3）混凝土破碎，形成坑洞，在車輛的持續荷載作用下，坑洞不斷擴大，砼保護作用失效，加速型鋼破壞。（4）橋臺側混凝土橫向開裂（裂縫在臺背線處）。圖2

1.3 橡膠密封條：老化、破裂、脫落。圖3

2 常見破壞部位分析

筆者將伸縮縫常出現的破壞部位分為以下三類：

2.1 結合部位

2.1.1 錨固混凝土與路面瀝青砼連接處

1）初始安裝時槽口邊瀝青砼下方雜物未清，有軟弱夾層或槽口邊被破壞，運營通車后先是該處瀝青砼出現坑洞，進而車輛撞擊錨固砼。見圖4

2）初始安裝切縫時切過背墻線，運營后因路基不均勻沉降造成錨固砼橫向裂縫，僅見橋臺處。見圖5

2.1.2 錨固混凝土與型鋼連接處

1）二者的線膨脹系數是不一致的，若砼未振搗密實，不能有效包裹型鋼而致破壞。

2）止水膠條在砼澆筑后安裝，型鋼卡槽內有砼漏漿，除漿過程敲擊型鋼，致二者出現早期分離。見圖6

2.1.3 預埋筋與梁體結構結合部

預埋筋未與梁體結構筋有效連接，或預埋在橋梁鋪裝層內或僅很薄的砂漿層包裹，視為“假筋”，過早松動。安裝時未發現或正確處置，根基不牢。圖10

2.1.4 型鋼卡槽與橡膠條結合部位

1）異型鋼卡槽不規則，膠條無法安裝牢靠。

2）澆砼時為保護好卡槽，致使漏漿，不能很好結合。

工人安裝止水膠條時不能嚴格按規程作業，未裝牢。

2.2 薄弱部位

2.2.1 邊梁鋼與錨板焊接點

易脫焊，多見于單縫使用C型鋼或F型鋼時。圖7

2.2.2 多縫中梁鋼接頭部位

1）規范要求中梁12m以內不許拼接，拼接時應錯位并應加鋼板加固，部分企業未能做到。見圖8

2.2.3 多縫中梁與支撐橫梁的焊接部

此處是最主要的承重點。焊接工藝不過關或支撐橫梁材質差時，此處易斷裂。見圖9

2.3 特殊部位

2.3.1 承壓（壓緊）支座與支撐橫梁及箱體的連接部位

1）聯動機構是模數式大型伸縮縫的核心。承壓（壓緊）支座安裝不牢或質量差時易脫落。

2.3.2 位移箱

1）位移箱既是承重箱又是保護聯動機構的保險箱，安裝時該位置必須密封好，否則易發生混凝土漏漿，影響連動機構正常工作。

2）安裝時應在位移箱三個側面均加設支撐鋼筋，形成一個平面，以利聯動機構正常工作，部分安裝人員不懂此理，胡亂設置支點，導致受力不均，支座破壞。

2.3.3 防撞墻翹頭防水處

此處不行車，重視度不夠，易出現脫焊、漏水

3 破壞原因分析

3.1 設計原因

（1）設計型號選用失當，如D160型誤用了D80型。（2）設計未對混凝土提出有針對性要求。（3）伸縮縫類型選用不當。如根據經驗重交通流情況下一般不宜選用齒板式伸縮縫。

3.2 施工及制造原因

（1）施工隊伍不專業，不能發現和正確處理槽口缺陷特別是構造縫過寬、預埋鋼筋 “假筋”等重大隱患，筆者認為這也是造成伸縮縫病害的主要原因；

（2）趕工期、粗糙施工，對安裝工藝重視不夠；安裝時支撐筋受力點錯誤；

（3）后澆混凝土振搗不密實，有空洞，難以承受車輛荷載強烈沖擊碾壓；

（4）產品組裝及焊接質量不過關；縫體中梁未按要求下料接長（12米以內不才允許拼接）；

（5）異型鋼質量不過關，耐疲勞荷載不達標，易斷裂。

3.3 其他原因：（1）交通超載現象嚴重。（2）橋梁伸縮不均衡、支座沉降異常（3）運營期維護不到位。

4 維修養護原則

4.1 伸縮縫的破壞形式調查，確定病害等級。筆者根據自身經驗將橋梁伸縮裝置破損狀況分為三個等級:

表1

4.2 維修更換原則：（1）確定有經驗的專業隊伍。（2）詳細分析原因、確定病害等級，對癥下藥，確定科學合理維修方案。（3）貫徹“徹底性維修原則”。不能只求快，而要注重從根本上解決問題，做到又好又快。

5 維修更換要點

5.1 維修方案：現場勘查，分析原因，站在全壽命周期成本角度考慮問題，確定有針對性的維修方案。

5.2 舊伸縮裝置的拆除：（1）槽口應使用空壓機及高壓水槍進行全面徹底清理，防止夾層殘存。清理至原梁板端部，特別注意保護原梁板。（2）原伸縮縫拆除使用氣割時，應注意保護原預埋筋。（3）非整體拆除時，應重視局部破壞位置邊界線的確定及切割方案，防止新老部位搭接不利造成新的病害。

5.3 槽口缺陷修復及安裝

槽口缺陷主要包括構造縫過寬、預埋鋼筋缺失或預埋筋松動等情況，修復缺陷工作極重要。對于上述缺陷的修復及安裝工藝，筆者曾在《淺論模數式橋梁伸縮縫的安裝工藝》（中國建材科技2012年12期）有詳細說明，本文不贅述。這里介紹植筋，拆除舊伸縮裝置時，不可避免要用到氣割而破壞預埋筋，預埋筋在初次安裝時已經歷過一次高溫焊接過程，再加上拆除時氧乙炔的高溫切割，對其力學性能產生不利影響。為保證錨固效果，在最大程度利用原預埋筋基礎上，應植筋予以補強。其方法是用φ18以上圓鋼按“∩”式，每米每側不少于2處進行補植。鉆孔深度以不小于100mm為宜，遇空心板梁時可鑿除鉸縫處砼重新預埋“∩”式筋；植筋孔要干凈，干燥。

5.4 關于維修更換維修個別問題的探討

5.4.1 新澆注錨固砼選用

有些設計及運營公司認為，伸縮縫修復周期越短越好，為壓縮工期，要求采用環氧樹脂砼或其他快速修復劑，從通車運營安全角度講這種理念是正確的，但從全壽命周期成本分析，則是不經濟的。短時間搶出來的活很難持久，極可能出現“將修縫進行到底”的尷尬情況，以至于不斷的修補。筆者認為應貫徹“徹底性維修原則”。不能只求快，更要求好。環氧樹脂及快速修復劑施工時間短，工藝要求高、產品質量波動大，應慎重采用，經驗證明最好還是用C50鋼纖維混凝土比較可靠、耐久。

5.4.2 伸縮裝置局部維修

一般來說，單縫及多縫的邊梁出現問題原則上可以局部更換維修。這在工藝上、實際修復效果上也證明可行，但多縫中梁斷裂及聯動機構失效則難以局部更換，這種情況應該是整體更換，工藝上質量上都有保證，但維修成本高，特別是大型模數式伸縮縫因局部的損壞而整體更換更是巨大的浪費，大型模數式伸縮縫局部損壞后局部維修工藝是為未來業界人士努力進行技術攻關的目標。目前在工程實踐中可以進行局部維修的包括三種情況：一是，更換局部斷裂的邊梁鋼或中梁鋼；二是，處理局部破損的砼。需要說明的是橡膠條局部破壞時必須整條更換，中間不允許有接頭。

①局部型鋼斷裂補接。將斷裂型鋼進行稍斜向切割，增大焊縫接觸面，若是多縫型鋼接口縫盡量調整至位移箱中梁的中間位置；將擬替換型鋼按現場情況下料，以與新切割面盡量吻合為宜，調整型鋼就位滿焊，另加焊橫向鋼板（厚度不低于20mm，同一截面焊縫應錯位不小于80mm）加固。在新舊型鋼接頭處和所更換的型鋼的中間位置，視情況可增設一處支撐橫梁。大型伸縮縫可以考慮人站在構造縫內從下方進行補接作業。

②砼病害處理：一般收縮裂縫可用環氧粘結劑處理或快涂膠封閉；對裂縫較大或局部破損情況，需切割砼后鑿除破損及空洞部分直至型鋼底部，清除碎渣，沖洗干凈，澆注錨固砼。

6 結語

我國自20世紀90年代至今新建了大量橋梁，此間使用的模數式伸縮裝置也數量龐大，近年來在運行過程中也不斷出現一些問題，有的還造成了安全事故，因此維修更換工作越來越重要。如何保證維修更換質量，確保合理的使用周期，避免一換再換的尷尬是廣大從業人員應該思考的問題。總體來說，模數式橋梁伸縮縫維修工藝并不復雜，關鍵是找準原因。筆者認為通車后2-3年內發生破損的伸縮縫，其維修本質上是對原缺陷的修復，務必搞清楚是設計缺陷還是安裝缺陷亦或是制造缺陷，這是制定維修方案的中心思想，筆者稱為糾錯思想。其維修可歸納為4點：（1）專業隊伍、找準原因；（2）清槽徹底、修復缺陷；（3）錨固牢靠，伸縮防水有效；（4）加強協調，確保安全。另外，我國目前尚無全國性統一的維修更換標準（規程），因此全國性的維修規范應盡快制定出臺。

［1］JT/T372-2004公路伸縮裝置技術標準[S].北京：人民交通出版社，2004.

［2］JTG/TF50-2011公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2011.

［3］公路橋梁伸縮裝置實用手冊[S].人民交通出版社，2007.

［責任編輯：李書培］