高速公路橋梁伸縮裝置病害成因及更換維修技術分析

張發

摘要：伸縮縫裝置是高速公路橋梁構造的一部分，若伸縮縫設計不規范、施工質量差以及養護工作不及時，則會影響路橋的質量安全。本文介紹了高速公路橋梁伸縮裝置的基本類型，從行車荷載、橋梁養護、施工安裝、設計等角度，分析了橋梁伸縮縫破損的原因，并闡述了伸縮裝置錨固材料的選取與維修更換要點，以延長伸縮裝置的使用壽命。

關鍵詞：高速公路;橋梁伸縮裝置;病害成因;維修技術

近幾年來，隨著我國經濟快速增長，基礎工程進入大規模建設，結構新穎、技術先進的橋梁層出不窮，高速公路橋梁長大化趨勢更為明顯。因此對高速公路橋梁伸縮裝置的耐久性、防水性等使用功能的要求也越來越高。中小型橋梁的無縫化和長大橋梁伸縮裝置的模數化也將成為公路橋梁伸縮縫的趨勢。

一、高速公路橋梁伸縮裝置損壞的原因

（一）行車荷載快速增長

隨著交通量逐年迅速的增加，尤其是重型超載車輛直接導致橋梁梁體撓度位移以及對伸縮縫的撞擊、反復荷載作用等，增加了高速公路橋梁伸縮縫材料的磨損和疲勞幾率，最終損壞橋梁伸縮裝置。

（二）自身結構有問題

首先表現為橋梁結構的橋面板自身剛度不足，橋面板在汽車荷載作用下變形過大。其次是錨固件設計強度不足，導致伸縮裝置錨固不牢，所承受的沖擊荷載傳遞不出去，引起局部變形過大，導致伸縮裝置與混凝土結構脫離。最后安裝時伸縮量計算不準，或對極端氣溫富余量預留不足，導致伸縮裝置在使用中出現極限破壞。

（三）設計考慮不周全。

首先，橋面板端部剛度不足，翼板較薄，橫向聯系較弱，致橋面板反復變形過大。其次，選型不合理，橋梁設計者在設計過程中對伸縮縫裝置的性能了解不全面，忽視了產品的相應技術要求，伸縮量計算不夠準確，未考慮混凝土的收縮、徐變。最后，對斜橋、彎橋設計時，需考慮徑向變位和切向變位，減少伸縮縫裝置在平面內受扭又受剪的狀況。

（四）施工問題

這也是高速公路橋梁伸縮裝置破壞的主要原因，是施工單位所關心最多的控制伸縮裝置質量的關鍵環節。主要表現為：第一，施工工藝重視程度不夠，未真正嚴格執行安裝工藝標準和施工順序，將伸縮裝置視為附屬工程，存在重主體工程、輕附屬工程的思想。第二，錨固件未按規范要求焊接，導致伸縮裝置剛度差。第三，錨固混凝土澆注不密實、養護不力，造成安裝部位混凝土強度不滿足設計要求，難以承受動載沖擊力。第四，路面鋪裝與伸縮裝置不平順，鋪裝層與伸縮裝置間銜接部位不密實，存在錯臺導致此處跳車，改變伸縮裝置受力狀態，加快了伸縮裝置的破壞程度。

（五）橋梁養護不細致

高速公路運營期間，橋梁伸縮縫內石子、泥塊、垃圾等未及時清理阻礙了縫體自由伸縮，伸縮縫橡膠體年久老化、損壞未能及時更換的，使錨固件被雨水侵蝕損壞，同時，橋面在維修過程中混合料落入伸縮縫以及在微表處罩面時，施工工藝不科學，造成橋面與伸縮縫面有高差，在后期車輛荷載的反復作用下加速伸縮縫疲勞磨損。

二、維修更換技術要點

（一）施工安全布控

高速公路有通車營運的要求，伸縮縫更換維修通常采用半幅分段分別施工。在施工維修前要做好安全技術交底，特別是對施工區域的安全布控，要嚴格按照公路養護安全作業規程設置施工作業控制區和交通提示、警示標志以及夜間照明、警示頻閃燈。施工區域附近的車速最好控制在40km/h以下，避免施工過程中因車輛的沖擊與振動進而影響施工質量。

（二）伸縮裝置就位、安裝

安裝前，首先對破拆后橋梁原有的錨固筋進行理順、調直，遇橋梁預埋筋損壞嚴重的需重新進行植筋，植筋按照伸縮縫錨固筋方向進行，確保植筋與伸縮縫錨固筋具有很好的受力和焊接。伸縮裝置安裝宜選擇在10℃～20℃的溫度范圍內進行施工，當伸縮裝置達到設計要求后將梁端預留鋼筋和伸縮縫錨固件焊接牢固，接著橫向聯結水平鋼筋。固定焊接順序是從中間向兩端先對稱點焊，再由中間向兩端對稱補焊。焊接過程中，要用3m水平尺和塞尺對伸縮縫的縱坡、橫坡、高程進行反復調整、校正，最終達到設計要求標高。伸縮裝置焊接牢固后，盡快除去預先設定的固定卡具、定位角鋼，使其自由伸縮。

（三）水泥混凝土澆筑

伸縮裝置錨固后應盡快澆筑混凝土，首先要對切槽面進行鑿毛，再用高壓水槍和鋼絲刷對槽內進行邊沖邊刷，清除全部殘留物;接著用聚苯乙烯泡沫板嚴密封堵伸縮裝置的間隙，保證在振搗時不產生移動和漏漿。澆筑前還應現場檢查混凝土的和易性和坍落度，待合格后在伸縮裝置兩側同步對稱施工;振搗應用插入式振搗棒，重點是伸縮縫裝置內部和下方;振搗棒應快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動、順序進行;然后用3 m直板和泥刀抹平混凝土表面，確保澆筑后的混凝土高度與伸縮縫邊梁、原橋面鋪裝路面結合緊密和連接平整。

三、高速公路橋梁伸縮縫病害的防治

（一）安裝預留伸縮量

影響橋梁伸縮的主要因素有：溫差、混凝土收縮徐變、外荷載引起的橋梁撓曲變形、橋梁自身結構特點引起的變位如縱坡、曲線、超高等。

（二）加強對施工的管理

制定詳細的施工方案，按規范施工。準確安裝與伸縮裝置有關的預埋、預留件，且焊接牢固;選擇氣溫低時施工;安裝前徹底清理縫隙中填塞的雜物，槽口清理尺寸要夠，且保證沖洗的足夠干凈。按順序焊接，焊接長度要滿足規范要求。伸縮裝置施工應選用專業化隊伍，并派遣專職監理人員進行現場監督。

（三）加強維護與保養

必須加強伸縮裝置營運過程的維修與養護，以延長伸縮裝置的使用壽命。按計劃檢查并做好日常維護工作，嚴禁超載車輛駛入，及時有效地清除縫內堵塞物，定期檢查伸縮裝置各部件是否松動或存在局部破損，若發現問題，應根據具體情況制定修補方案并及時進行維修保養。

四、結語

伸縮縫裝置是橋梁結構的重要構件之一，在開放交通的條件下進行伸縮縫更換維修施工，諸多因素制約了施工質量的可靠與穩定。作為高速公路養護者，要不斷分析總結不同類型、不同路況、不同氣候條件下伸縮裝置的保養、維修、更換方法，選擇最經濟、最合理、最有效的施工工藝在最短的時間內完成伸縮縫維護，延長伸縮裝置的使用壽命是今后努力的方向。

參考文獻：

[1]方璋. 高速公路橋梁伸縮裝置病害成因及更換維修技術[J]. 山西建筑， 2017（13）：167-168.

[2]丁鵬程. 高速公路橋梁伸縮縫病害原因分析及維修技術[J]. 科技與創新， 2018， 114（18）：74-75+77.

（作者單位：云南建投第九建設有限公司）