橋梁伸縮縫病害與施工質量控制分析

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

橋梁伸縮縫病害與施工質量控制分析

林永武

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

橋梁伸縮縫的病害影響行車舒適性，但是經常得不到重視。目前的伸縮縫構造類型眾多，各有優缺點。本文通過分析伸縮縫出現病害的原因，總結出伸縮縫施工質量控制措施，希望能夠為相關從業人員帶來一定啟發。

伸縮縫；病害；施工質量；控制措施

0 引言

橋梁伸縮縫是橋梁的重要構造之一，起到滿足橋梁在各種因素下的變形和汽車行駛的平順作用。伸縮縫施工是橋梁施工的最后一道工序，往往得不到施工人員的重視。施工人員經常未等伸縮縫的養生達到規范所要求的期限就早早放行，造成了伸縮縫過早地出現病害。由于混凝土的收縮徐變、墩臺的不均勻沉降或者粱體溫度變化等原因，均會使伸縮縫處的混凝土開裂或形成一定高度的小臺階。這會引起車輛在伸縮縫處發生跳動，輕則損壞道路設施，重則發生交通安全事故。近年來，國內外很多專家學者都在致力于研究如何防止橋梁過早出現病害的措施和方法。國內的橋梁數量越來越多，但是質量是參差不齊，其中橋梁伸縮縫的問題尤為突出。剛建成的高速公路車流量非常大，特別是有很多超載的重型車輛，橋梁伸縮縫一旦損壞必將引起交通堵塞，所以對于預防伸縮縫出現病害非常重要。

1 伸縮縫的類型

我們國家的橋梁建設中使用的伸縮縫類型較多，根據伸縮縫的傳力方式和構造類型來分，伸縮縫可以分成以下五大類。

1.1 鋼制支承式伸縮縫

鋼制支承式伸縮縫多用于混凝土橋和鋼橋，材質多為鋼材，其上直接承受車輪荷載。該種伸縮縫裝置目前種類眾多，能滿足不同橋梁尺寸的要求。鋼梳形板伸縮縫就是比較典型而且常見的一種鋼制支承式伸縮縫，其構造特點是左右橋面板伸出空隙部分通過層面板之間的齒形互相咬合成懸架。鋼制型伸縮縫的缺點是由于剛性堅硬的表面對高速行車不利，容易造成車輛經過時產生跳動，嚴重時甚至損害車輛，而且密封性不良。

1.2 對接式伸縮縫

目前比較常用的對接式伸縮裝置有兩種，一種是填塞型，另外一種為嵌固型。填塞型伸縮縫裝置的特點是時刻處于受壓狀態，其由瀝青、棉絮等物填塞在其中既可以承受車輪荷載又可以滿足橋梁由于溫差等原因的伸縮變形。該類伸縮縫在變形量小于40mm的橋梁中常被使用，但是現在越來越少被應用到新建的橋梁上。嵌固式伸縮縫裝置是把橡膠條嵌固在橋粱與橋臺的兩端，可以處于受壓或者受拉狀態。

1.3 模數支承式伸縮縫

我國高速公路和高架橋梁近年來的高速發展需要大位移量和結構更加合理的伸縮縫裝置；橡膠類伸縮縫裝置位移量小，而鋼制伸縮縫裝置又存在密封性不良等缺點。在此情況下，出現了密封性更好，位移量更大，而且能夠吸震的模數支承式伸縮縫。模數支承式伸縮縫的特點是嵌固于邊粱鋼和中粱鋼的V型橡膠條可以達到很好的密封性。目前國內較為普遍的模數式橡膠伸縮裝置的伸縮范圍可達80—1040mm。

1.4 無縫式伸縮縫

在橋梁端部縫隙間填入彈性材料和防水材料，然后在上面鋪筑鋪裝層，讓縫隙處的鋪裝材料和其它鋪裝連接成整體，這種依靠鋪裝材料來抵抗伸縮的裝置叫做無縫式伸縮縫。這種伸縮縫有利于冬天鏟雪車作業不容易破壞伸縮縫裝置。汽車經過橋梁時由于無縫銜接的伸縮縫而不會產生振動，有利于行車舒適性。下雨天的鋪裝橋面由于連續的鋪裝層而不會產生漏水密封性問題，同時減少雨水對橋梁的侵蝕影響。

1.5 組合剪切式橡膠伸縮縫

組合剪切式橡膠伸縮縫被廣泛應用于國內外的橋梁工程中，其構造特點是利用不同截面形狀的橡膠互相嵌固在橋梁的梁端，橡膠的彈性材料特性讓其特別容易粘合在一起，同時具備一定的防水性能。該類伸縮縫在承受車輪荷載的同時有一定的豎向支承作用，因而使得行車平穩，而且伸縮量也非常大，國外的該類產品最大伸縮能力已經達到300mm左右。

2 伸縮縫常見病害及成因

橋梁伸縮縫長期受到雨水的腐蝕作用，加上構造單薄，經常受到荷載的橫向和縱向沖擊，所以伸縮縫極其容易破壞，損害后修復困難。

2.1 設計的原因

橋梁的梁端由于剛度不足，在垂直和豎向荷載的反復沖擊下經常會出現變形，甚至破壞。在設計橋梁伸縮縫時設計人員沒有考慮到橋梁的梁端在反復的汽車荷載作用下會產生破損進而導致伸縮縫失效的情況。由于對伸縮量的計算錯誤，沒有考慮溫度變化對伸縮縫的實際影響，無法調整伸縮縫的初始位移量，導致伸縮縫因過小的伸縮間距而遭到破壞。

2.2 施工的原因

在施工過程施工人員由于沒有實際掌握伸縮縫裝置的安裝工藝流程和標準，沒有按照規范的步驟安裝而導致伸縮縫不能正常工作或使用一段時間后失效。在鋪裝時，由于伸縮縫材料和橋面鋪裝的混凝土或瀝青層存在粘聚力小和碾壓不足問題，容易導致開裂和脫落現象，使伸縮縫的作用受損；橋端和伸縮縫的交接屬于剛柔相接，在外力作用下經常會形成高差很小的臺階，但是也會導致伸縮縫損壞；伸縮縫的填充材料由于碾壓不密實，出現空洞和蜂窩等缺陷，強度達不到設計要求，因而伸縮縫難以承受荷載的沖擊而損壞。施工人員有時在過渡混凝土強度達不到養生要求而過早開放交通，導致過渡混凝土存在缺陷，使伸縮縫在營運階段性能不佳。由于橋梁伸縮縫是在橋梁主體結構完成后才開始安裝，屬于最后的工序之一，因此往往被施工人員忽視伸縮縫的施工質量，如錨固鋼筋焊接質量不佳和遺漏預埋鋼筋，定位角鋼位置誤差，導致伸縮縫存在施工缺陷。

2.3 養護及外界原因

養護人員沒有重視伸縮縫的養護工作，沒有及時的清理掉進伸縮縫里面的雜物，導致伸縮縫的伸縮量變小，不能滿足橋梁由于外界因素引起冷縮熱漲的伸縮量。現在，隨著國家高速公路網絡的快速發展，原來越多的重載運輸車輛在高速公路上跑，伸縮縫裝置在超載的汽車荷載沖擊下，會產生嚴重變形而損害。

3 施工質量控制措施

伸縮縫施工質量控制的關鍵環節有以下幾步。

一是放樣切割。在攤鋪填充料時，確保平整度，進行反槽開挖。平整度檢查不合格則進行切割面加寬。用土工布進行防護，防止污染作業路面。

二是開挖清縫、槽口處理。清理切割產生的混凝土碎塊和鋼筋，并用風鎬把細小雜物吹干凈。然后對梁端混凝土進行鑿毛，用水槍把灰塵沖洗干凈。

三是安裝定位。在安裝伸縮縫時定位角鋼的位置非常重要，把校驗伸縮縫平整度的型鋼平整度控制在2mm以內，型鋼順直度控制在2mm以內，型鋼和橋梁頂面的高差控制在3mm以內。其次，采用焊接法將型鋼定位。焊接時宜將伸縮縫頂面先焊接，然后焊接側面，已達到固定作用，確保安裝位置準確，最后安裝底面。焊接完成后要把伸縮縫槽內的焊渣等雜物清掃干凈或沖洗干凈。

4 結語

我國的交通事業正在高速發展，伸縮縫施工質量是橋梁工程施工質量控制的關鍵環節，影響著橋梁以后的營運環境好壞。因此，希望伸縮縫的病害能越來越受到從業人員的重視。

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