公路橋梁伸縮縫病害產生的原因及養護措施

莫海雄

（海南省公路管理局定安公路分局，海南 定安 571200）

0 引言

伸縮縫是公路橋梁構造的重要組成部分，其對于連接橋梁上部結構、調解橋梁結構物理性能引起的位移等有著重要的意義。隨著我國公路橋梁建設水平的不斷提高，交通運輸車流量和荷載量不斷增加，對公路橋梁伸縮縫質量提出了更高的要求。若伸縮縫施工質量不過關，會因車輛的反復荷載作用形成混凝土破損、松動、坑槽等病害，如不對其采取及時有效的加固措施，會導致病害程度加深，直接影響橋梁服務性能和使用壽命。可見，強化對公路橋梁伸縮縫病害的研究，以及伸縮縫養護管理，發展伸縮縫加固技術具有很大的現實意義。

1 公路橋梁伸縮縫類型及功能

公路橋梁伸縮縫可有效調節因行車而造成的橋梁壓力，并對材料結構位移具有良好的調節功效。通常情況下，公路所建地區自然環境具有多變性，且其濕度、溫度等具有相對差異性，因此橋梁結構易發生變形，車輛在行駛過程中對橋梁產生壓力作用，因此長久使用會對橋梁的安全性產生一定影響。伸縮縫的設置可最大限度降低自然因素及人為因素對橋梁造成的危害，從而保證車輛行駛過程中平穩度的提升。公路橋梁伸縮縫的類型多種多樣。例如：填塞式伸縮縫其施工過程較為簡易，投入資金較少，但若當地溫度較高，易導致伸縮縫內部的填充物件由于高溫而造成膨脹，溫度降低后會實現冷縮，其內部填充材料無法復原便會造成縫隙的出現，久而久之會使雜物進入縫隙影響伸縮縫的防水性，從而影響公路橋梁的使用年限；橡膠材質伸縮縫在使用過程中具有較好的緊密性及抗震性，且其伸縮量較大具有一定的豎向剛性；除以上類型伸縮縫外，還具有鋼板式、型鋼、組合式等伸縮縫。

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，最終削弱了混凝土黏結力。使用新型伸縮裝置，選用黏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[1]。

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。

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。

表1 伸縮裝置安裝檢查項目

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 合理選用伸縮縫裝置

選用伸縮縫裝置最主要的是伸縮縫本身的剛度和質量，理想的伸縮縫裝置必須滿足下列要求：

（1）滿足上部結構梁與梁之間和梁與橋臺之間的位移；

（2）伸縮裝置的錨固是牢固可靠、經久耐用的，能夠抵抗機械磨損、碰撞；

（3）車輛行駛平穩、舒適；

（4）能防止雨水和垃圾滲入；

（5）安裝方便、簡單，易檢查且便于養護工操作。

4.2 伸縮縫施工質量控制

（1）是對每一道伸縮裝置在澆筑混凝土前一定要經監理進行檢查驗收，檢查重點一是要看預埋筋與主梁鋼筋連接的牢固性，二是要看異型板間距是否滿足當時溫度時的設計寬度和與兩側路面標高平順，三是檢查模板做的是否牢固、嚴密，四是檢查澆筑前梁端及原混凝土界面是否潔凈。以上所有工序檢查合格后，為防止混凝土從上部縫口進入型鋼內側溝漕內，在異型鋼的上面用膠布封好。方可進行混凝土施工，在伸縮縫施工混凝土澆筑全過程中都要有旁站監理。

（2）如要在先攤鋪路面后裝伸縮縫，為保證路面良好的平整度，應該先攤鋪路面，然后開槽安裝伸縮縫。攤鋪路面之前，必須首先清理預留間隙并嵌填泡沫板，再用砂袋或級配砂石袋填實槽口。回填標高以控制瀝青不會污染預埋鋼筋為宜，目的在于防止攤鋪備壓壞預埋鋼筋，便于路面連續攤鋪。

（3）橋面的切縫、清槽按預留的槽口寬度用切縫機對路面的油面層進行切縫。切縫時應注意保持路面切口完好，無啃邊現象。切縫后及時清除槽內瀝青混凝土及填料，鑿毛槽口內混凝土表面。這一系列工序非常重要，它將影響混凝土的澆筑質量。

（4）以XF型橋梁伸縮縫安裝為例，在安裝伸縮縫時，下縫前應認真檢查槽內預埋鋼筋，若發現裂縫或折斷，位置不當或間隙過大，必須采取補救措施。要保證沿縫方向每米范圍內至少有1根預埋鋼筋與毛勒伸縮縫的錨環牢固焊接。應該認真檢查XF型橋梁伸縮縫質量，若發現變形或兩鋼梁間距不一致時，應進行修整。必要時，還應根據安裝時的環境溫度調整毛勒伸縮縫的鋼梁間距。應將XF型橋梁伸縮裝置緩緩放入槽內，使縫中心線與實際預留縫中心線相重合，偏差不得超過10mm，同時使鋼邊梁內邊保持垂直。XF型橋梁伸縮縫就位后，應根據縱、橫坡和標高調整其鋼梁頂面比相鄰瀝青混凝土路面低1～ 2mm，不得超出路面標高。

（5）對于立模、澆混凝土立模應注意模板密封，切忌水泥漿漏入支撐箱，影響支承部件和控制系統的正常工作。澆筑混凝土之前，在錨環內應插入一定數量縱向鋼筋;在鋼邊梁水平肢上加鋪一層鋼筋網;在支撐箱底板上設置雙層防震鋼網。應采用低收縮、快硬、早強混凝土，其標號不得低于上部結構混凝土標號。特別注意錨板、錨環及橫梁支撐箱下面的混凝土密實。注意伸縮縫混凝土澆筑后的養生，一定要采用保水分的土工布覆蓋養生，養生期間嚴格控制車輛的闖入。

4.3 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[2]。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。

5 結語

橋梁伸縮縫施工是橋梁工程中的重要組成部分，伸縮縫安裝質量直接影響到橋梁的使用壽命。只要按照上述方法和要求，從伸縮縫的設計選型、安裝施工、養護原則等幾方面，以預防為主，采取有效的防治措施，確保橋梁伸縮縫的各項質量，將給交通事業的發展做出很大的貢獻。

參考文獻：

[1]江為志.公路橋梁伸縮縫養護管理淺析[J].中國新技術新產品,2012(14):71.

[2]曹紅,陳正元.淺談公路橋梁伸縮縫的病害及養護管理[J].中小企業管理與科技:下旬刊,2014(11):109-110.