橋梁伸縮縫破壞形式及修復技術分析

謝建明

（四川廣巴高速公路有限責任公司，四川廣元 628017）

0 引言

在橋梁建設中伸縮縫扮演著重要的角色，作用主要是對橋梁梁端進行連接，從而緩沖橋梁在服役過程中產生的各種動靜載荷，避免相鄰橋梁梁端出現較大沖擊，此外還具有防水的效果[1]。由于伸縮縫需要長時間處在室外惡劣的環境中工作，會在很大程度上加速伸縮縫的老化與損壞。時間長久后，橋梁伸縮縫不可避免的會出現各種病害問題，進而威脅橋梁的安全穩定運行[2]。基于此，有必要對橋梁伸縮縫的破壞形式進行梳理分析，結合實踐經驗明確引發伸縮縫破壞的本質原因，在此基礎上提出針對性的修復技術措施，保障橋梁的安全穩定運行[3]。

1 橋梁伸縮縫常見破壞形式分析

四川廣巴高速公路有限責任公司對三條高速公路進行管理，其中橋梁伸縮縫是日常養護管理的重要內容。為了更好地管理橋梁伸縮縫問題，公司決定對管轄區域內所有的橋梁進行調研，以掌握橋梁伸縮縫常見的破壞形式，為做好伸縮縫維護保養工作奠定堅實的基礎。經過系統梳理，發現伸縮縫常見的病害主要表現為過度區混凝土開裂破壞。

對伸縮縫問題進一步梳理發現，伸縮縫破壞更多的出現在橋頭橋尾的橋臺區域，而中間跨伸縮縫出現問題的概率相對較低。對比超車道和行車道上出現的混凝土開裂問題，可知行車道問題更加嚴重，緊急車道上的伸縮縫問題最少。對此次現場調研中發現的橋梁伸縮縫問題，公司進行全部維修更換。與此同時對橋梁伸縮縫產生的病害原因及其修復技術進行了總結分析，以下進行具體介紹。

2 橋梁伸縮縫病害原因分析

由于橋梁伸縮縫的服役環境復雜，對服役過程產生影響的因素也較多，引發橋梁伸縮縫病害的原因也是多方面的。但主要病害原因包含下述幾點：

2.1 開槽深度不足

如果伸縮縫的開槽深度不夠，會導致該區域的混凝土厚度不足。此外，對出現伸縮縫破壞的區域進行檢查發現，很多伸縮縫錨固區域的混凝土下部位置沒有徹底清理干凈，內部包含有部分泥土及其他雜物等。由于伸縮縫內部存在雜物，導致此部分混凝土基礎不牢靠。在遇到較大壓力載荷時，混凝土就非常容易出現開裂問題，最終引發伸縮縫破壞。

2.2 開槽寬度不足

伸縮縫開始施工前，對應區域通常需要填埋部分碎石或其他雜物。在后續開始伸縮縫施工時如果破除寬度不夠，會導致伸縮縫強度不足。對于沒有破除澆筑混凝土的位置，在遭遇車輪碾壓時由于強度不足非常容易出現塌陷現象。當伸縮縫附近出現塌陷時，車輪會對伸縮縫造成直接沖擊，時間長久后伸縮縫出現破壞。

2.3 沒有根據設計要求預埋鋼筋并牢固焊接

根據相關規范標準，在對橋梁伸縮縫進行設計時通常要求預埋鋼筋，然后再澆筑混凝土。比如某高速公路橋梁伸縮縫設計階段要求放置直徑為16mm的螺紋鋼并進行牢固焊接，但在實際操作施工階段，施工單位為節省施工成本，使用直徑為12mm的圓鋼進行替代，甚至有的伸縮縫完全沒有放置鋼筋。另一方面，部分伸縮縫中使用的梁板沒有預埋錨筋，或者U型環與預埋錨筋沒有按照規范標準進行牢固焊接，存在點焊的問題，給后續使用埋下了安全隱患。

2.4 混凝土振搗及模板問題

正常情況下伸縮縫中不得全部充滿混凝土，而應該留有一定的縫隙，這樣才能夠實現伸縮縫的功能。但在本次現場調研中發現很多伸縮縫中完全充滿了混凝土，導致橋梁不能進行伸縮。出現該問題的根本原因在于，伸縮縫在進行混凝土澆筑并振搗時，模板出現了松動現象，使得混凝土砂漿從縫隙中漏入設計的間隙，將整個伸縮縫填滿。

2.5 梁板問題

梁板存在自身缺陷問題，比如梁端部分存在彎曲和不順直問題，并且在伸縮縫安裝過程中沒有對這些問題進行矯正，導致的結果是伸縮縫型鋼部分區域存在懸空現象。梁間預留的縫隙寬度過大，在安裝伸縮縫時沒有及時處理，同樣會導致伸縮縫型鋼部分區域出現懸空，在后續使用時伸縮縫容易出現斷裂或者變形的問題。相反的，如果梁間預留的縫隙寬度過窄且沒有有效處理，在后續使用時梁體得不到有效伸縮，使得伸縮縫被擠壓最終出現損壞。梁板使用的材料自身存在缺陷問題，導致端部位置強度無法滿足實際使用需要，在后續使用時必然容易出現破壞甚至塌陷的問題，最終的結果是伸縮縫區域或者錨固區域混凝土整體被壓壞。

2.6 維修養護時間不足

高速公路向社會公眾開放后，伸縮縫維修單行斷道施工不現實，只能采取占道施工的方式，然而伸縮縫采用的是整體式結構，在對伸縮縫進行維修保養時，需要對伸縮縫整體進行施工。一般情況下，在整個施工期間道路無法正常通行，只能采取單向半幅通行，在車流量比較大的區域必然會對行車效率和安全產生比較大的影響。施工單位為縮短施工周期以緩解伸縮縫維修對行車造成的不利影響，經常在伸縮縫混凝土還沒有達到齡期時就恢復通車，再對另外半幅道路進行施工。通過這種方式雖然可以暫時降低道路行車安全風險，但是由于伸縮縫混凝土齡期不達標，導致其硬度和強度均不滿足實際使用需要。在行車沖擊作用下伸縮縫又會很快出現損壞問題。

3 橋梁伸縮縫破壞修復技術

針對上文分析的橋梁伸縮縫破壞根本原因，在對其進行修復時，應該盡可能規避，以此延長橋梁伸縮縫的使用壽命，確保橋梁的安全穩定運行。在充分考慮現場實際情況的基礎上，本次現場調研采取的伸縮縫修復技術主要包含以下幾個方面：

3.1 加大伸縮縫開槽寬度和深度

前文已經分析，如果伸縮縫開槽寬度和深度不足，會導致該區域的混凝土強度達不到使用要求，從而加快其損壞速度。因此，在本次維修時將伸縮縫開槽寬度和深度全部在原有基礎上增加20～30cm。此外，在進行混凝土澆筑前，將開槽內部所有的泥土及其他雜物全部清理干凈。

3.2 根據設計圖紙配備鋼筋并進行牢固焊接

混凝土中植入鋼筋能夠顯著提升其強度，因此本次對伸縮縫進行修復時，嚴格按照相關標準或者設計圖紙植入鋼筋，并對鋼筋網進行牢固焊接，確保形成整體。尤其注重U型環與預埋錨筋之間的焊接工作，避免兩者之間出現明顯偏差，同時保證焊接質量。

3.3 混凝土澆筑時避免填充整個縫隙

在設計的中間縫隙中填入泡沫，并采取有效措施對模板進行牢固固定，防止混凝土澆筑過程中模板和泡沫出現位置移動。通過這樣的措施能夠避免振搗時砂漿從模板縫隙中漏入中間縫隙對其進行填充。同時在振搗時嚴格按照相關規范標準進行操作，確保混凝土的密實度，從而保障強度。

3.4 重新修復梁板塌陷位置

本次現場調研中，對于梁板出現了塌陷問題的位置全部進行重新修復。為了保障施工質量，修復中使用的鋼筋，全部是直徑為25mm的螺紋鋼。鋼筋按照要求進行捆扎或者焊接，然后同伸縮縫混凝土同時進行澆筑。通過這樣的措施能夠確保梁板與伸縮縫之間形成完整的體系。

3.5 對存在高度差的跨梁進行修復

對于部分跨梁存在高度差的問題，可以將相對較高的跨梁進行徹底鑿除，然后再重新澆筑確保兩者處在同一水平面上。此舉可避免行車過程對該區域造成的沖擊，從而延長伸縮縫的使用壽命。

3.6 保障伸縮縫施工周期

在對伸縮縫進行維護保養時，可先對單行的一半進行拆裝維護，另一半可以保障正常通車。每次伸縮縫混凝土施工中，必須待混凝土齡期達到標準規范要求后才可以恢復通車，再進行另一半伸縮縫的維修，同樣的必須待混凝土齡期達標后再通車。為保障整個伸縮縫的完整性，先施工的一半伸縮縫兩邊外側預埋并伸出一定長度的鋼筋，另一半在施工時將新鋼筋與伸出部分進行焊接，通過這種方式澆筑的混凝土結構整體性更好。鋼筋伸出長度不得低于50cm，鋼筋直徑為20mm即可。例如采用局部修復方法，伸縮縫局部修復采用高性能水泥混凝土時，混凝土中可摻入一定量的鋼纖維，增加伸縮縫的耐久性和耐磨性，并使用界面劑處理新舊混凝土截面，能有效增加新舊混凝土的粘結強度和使用年限。采用高性能水泥混凝土修復伸縮縫，施工工藝簡單，新舊混凝土界面粘接好，夜間亦可進行修復工作，并在24h內通車。在瀝青混合料中摻入TF聚脂纖維，可使瀝青填料具有一定的骨架支撐作用，增加混合料的內聚力，使集料間嵌鎖牢固，提高混合料的高溫穩定性和強度。同時，混合料中增加TF聚脂纖維，能夠提高瀝青混合料與石料的粘附性，具有一定的防水性，是一種值得推廣的伸縮縫局部修復方法。

4 結束語

在橋梁施工中為了避免梁體熱脹冷縮對其自身造成擠壓，通常都需要設置伸縮縫。由于伸縮縫的服役環境相對較為惡劣，時間長后容易出現各種破壞問題。本文結合實踐經驗，對橋梁伸縮縫常見的破壞形式進行了簡要介紹，重點分析了導致伸縮縫出現破壞的本質原因。在此基礎上充分結合現場實際情況，提出針對性的伸縮縫修復技術措施。本文的研究對于積累橋梁伸縮縫修復技術，延長伸縮縫使用壽命具有重要的實踐意義，可以為其他類似工程項目提供很好的借鑒作用。