高速橋梁伸縮縫病害成因分析及快速維修技術(shù)探討

秦祖品 鄭妍 薛鳳蕊 葛林才 王燕

（山東高速股份有限公司菏澤運管中心，山東 菏澤 274000）

一、引言

橋梁伸縮縫在服役期間，不但受到各種惡劣自然環(huán)境的影響，也直接承受著車輛反復(fù)沖擊，是易損壞、難修補的部位。伸縮縫的損壞將直接影響行車舒適性和橋梁運行安全，給高速保暢帶來巨大壓力。

二、橋梁伸縮縫主要病害類型

模數(shù)式伸縮縫主要病害類型有：伸縮縫止水帶堵塞、老化開裂；橋跨端部之間或橋跨端部與橋臺之間建筑垃圾堆積，導(dǎo)致伸縮縫失去伸縮功能；橋梁伸縮縫與路基或橋面有錯臺，引起橋頭跳車，降低伸縮縫使用壽命；錨固混凝土開裂、破損；伸縮縫型鋼松動、斷裂。

三、橋梁伸縮縫病害成因分析

（一）項目建設(shè)期間設(shè)計及施工缺陷

伸縮縫設(shè)計及施工缺陷有：施工所采用的的原材料不符合技術(shù)規(guī)范要求；預(yù)埋筋的預(yù)埋質(zhì)量不符合設(shè)計圖紙要求；混凝土養(yǎng)生不到位，開放交通過早；伸縮縫鋼錨板與原預(yù)埋筋焊接錨固質(zhì)量較差，在重車荷載作用下脫焊、松動；原設(shè)計伸縮量計算不準(zhǔn)確或者伸縮縫形式選擇有誤。

（二）運營期養(yǎng)護(hù)不到位

正常的運營期養(yǎng)護(hù)維修是保證橋梁伸縮縫正常使用的必要條件。由于養(yǎng)護(hù)管理不善，導(dǎo)致伸縮縫堵塞，錨固混凝土開裂等微小病害未及時處置，都會引發(fā)甚至加劇伸縮縫裝置的破損。

（三）交通流量及重載車流量增大

橋梁運營過程中，交通流量和重載車流量增大，對橋梁伸縮縫造成巨大沖擊，導(dǎo)致伸縮縫部件損壞，降低其使用壽命。

（四）冬季撒布融雪劑的影響

在冬季雨雪天氣等惡劣天氣下，為保障道路安全暢通，需撒布融雪劑。融雪劑在雪融化后滲入混凝土孔隙中，隨著溫度降低會引發(fā)混凝土凍脹。同時，氯離子進(jìn)入鋼筋混凝土內(nèi)部，會引發(fā)鋼筋銹蝕，加速混凝土破壞。

四、橋梁伸縮縫快速維修技術(shù)應(yīng)用

某高速公路大橋上部結(jié)構(gòu)形式為5×（5×25）+5×20+2×（3×25）m的預(yù)應(yīng)力混凝土組合小箱梁，橫向布設(shè)4片梁，采用板式橡膠支座；下部結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土實心雙柱式橋墩、鋼筋混凝土肋板式橋臺、鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；單幅橋采用9道D80型伸縮縫。

在運營過程中發(fā)現(xiàn)該橋伸縮縫存在縫寬過窄、錨固混凝土破損、型鋼斷裂等病害，將錨固混凝土鑿除后發(fā)現(xiàn)存在預(yù)埋筋預(yù)埋效果不佳及梁端混凝土松散開裂等情況。為消除安全隱患，本文就上述問題制定了合理的維修方案，結(jié)合專項工程改造了伸縮縫。

（一）開槽施工

根據(jù)設(shè)計文件要求確定開槽尺寸。原錨固混凝土鑿除時，應(yīng)先用破碎錘鑿除，等露出原預(yù)埋鋼筋頂部時，改用功率相對較小的風(fēng)鎬利用“微創(chuàng)方式”人工清除，減少對原槽底混凝土的擾動和破壞。待徹底清理槽底和橋梁端頭之間破碎的混凝土后，用強力吹風(fēng)機(jī)或高壓水槍清除表面浮塵雜物，并對原預(yù)埋筋作除銹處理。

圖1 油錘破除預(yù)留槽

圖2 風(fēng)鎬清理預(yù)留槽

（二）原預(yù)埋筋的檢查和補強

由于建設(shè)期施工質(zhì)量問題，加上鑿除原錨固混凝土?xí)r對預(yù)埋筋的破壞，對于需要補強預(yù)埋筋的情況，梁端側(cè)已不具備常規(guī)植筋補強的條件，如圖3所示。

圖3 原預(yù)埋筋情況

為保證鋼筋骨架的整體性，充分利用原結(jié)構(gòu)鋼筋，對梁端側(cè)預(yù)埋筋施行補筋處理。具體方法是：

1.順著梁端側(cè)原預(yù)埋筋搭一條橫橋向通長鋼筋，如圖4所示。

圖4 搭接外側(cè)通長筋

2.充分利用主梁梁端的鋼筋，用L形搭接鋼筋將該橫橋向通長筋與原主梁梁端的鋼筋、原尚存在錨固效果的梁端側(cè)預(yù)埋筋搭接起來，形成梁端側(cè)整體通長鋼筋，以彌補梁端側(cè)不能植筋的不足。

3.在該橫橋向通長筋上和遠(yuǎn)梁端側(cè)分別植入倒L形筋，搭接成U形筋，形成鋼筋骨架，達(dá)到類似于原設(shè)計U形預(yù)埋筋的效果。此步驟是保證伸縮縫施工質(zhì)量的關(guān)鍵，如圖6所示。

圖5 加工雙L形搭接鋼筋

圖6 形成雙L筋

（三）伸縮縫合理選型，調(diào)整安裝寬度

考慮極端溫度變化及橋跨長度等情況，根據(jù)伸縮縫抗沖擊、降噪減噪性能、使用壽命、克服建設(shè)期遺留質(zhì)量缺陷等要求，經(jīng)過多方討論，決定選用S形伸縮縫。并結(jié)合規(guī)范和現(xiàn)場溫度要求，合理調(diào)整伸縮縫預(yù)留安裝寬度。

（四）梁端混凝土補強

修補鑿除時破損的梁端混凝土，保證原結(jié)構(gòu)整體性。

（五）伸縮縫的焊接

注重鋼筋骨架本身及鋼筋骨架與伸縮縫鋼構(gòu)件的焊接，保證焊接質(zhì)量。

（六）模板安裝、混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)

對于高速公路橋梁，結(jié)構(gòu)物的快速維修主要采用帶鋼纖維的速凝混凝土。相較于普通混凝土，高強灌漿料具有自流性、無收縮性、微膨脹、施工時無須振搗、早期強度高等優(yōu)點，特別適用于方量較小且通行壓力較大的結(jié)構(gòu)物養(yǎng)護(hù)維修加固。待速凝混凝土澆筑完成后灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)，加強觀察，達(dá)到規(guī)定強度后方可通車。

五、實施效果驗證

上述維修方案補足了建設(shè)期缺陷，極大提升了伸縮縫養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，延長了伸縮縫使用壽命，縮短了伸縮縫維修期間高速公路封閉或交通管制的時間，提高了社會各方的經(jīng)濟(jì)效益，確保了駕乘人員的人身安全，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果和實用效果。

六、結(jié)語

伸縮縫作為橋梁的附屬設(shè)施，對橋梁結(jié)構(gòu)和行車安全具有重大影響，要高度重視橋梁伸縮縫的日常巡查及養(yǎng)護(hù)維修，確保其正常工作，保障道路的安全暢通。對于運營期橋梁，要綜合建設(shè)期預(yù)埋筋及梁端混凝土情況制定切實可行的維修方案，確保維修效果。