浅析桥梁伸缩缝的病害及防治

2010-08-15王跃峰

山西建筑 2010年22期

王跃峰

1 桥梁伸缩缝的类型及作用

桥梁伸缩缝是使车辆平稳通过桥面并且满足桥梁结构变形的一整套装置。在气温变化的影响下,桥梁梁体长度会发生变化,从而使梁端发生位移,为适应这种位移并保持行车平顺,就必须设置桥梁伸缩装置。目前常用的类型主要有毛勒缝、齿口钢板缝、板式橡胶缝、U形锌铁皮、TST弹缩体碎石等。它直接承受着车轮荷载的反复冲击且受力复杂,是桥梁结构施工中的薄弱环节,也是桥梁运行过程中最容易遭受破坏的部位。如果设计不当,安装质量低劣,缺乏科学和及时的养护,大部分桥梁经常会出现竣工后不久就在伸缩缝处产生各种各样的病害,直接影响桥梁的使用寿命和服务质量,就我局养护的100余座桥梁来说,每年用于桥梁伸缩缝的更换和维修也是一笔不小的费用。

2 桥梁伸缩缝的破损类型

1)桥梁伸缩缝处凹凸不平。2)桥梁伸缩缝堵塞、卡死。3)防水材料老化、脱落。4)桥梁伸缩缝锚固混凝土开裂、破损,锚固件松动、破损。5)橡胶条破损。

3 桥梁伸缩缝的破损原因

桥梁伸缩装置由于设置在梁端构造薄弱的部位,直接承受车辆荷载的反复作用,又多暴露于大自然中,受到各种因素的影响,因此,伸缩装置是易损坏,难修补的部位。伸缩装置产生破损的原因是多方面的,主要有:1)设计不周。设计时梁端部未能慎重考虑,将伸缩缝的预埋钢筋锚固于刚度薄弱的桥面板中;伸缩设计量不足,以致伸缩缝选型不当;设计对伸缩装置两侧的填充混凝土、锚固钢筋设置、质量标准未做出明确的规定;对于大跨径的桥梁伸缩缝结构设计技术不成熟,变形量计算不恰当,采用了过大的伸缩间距;对于锚固件胶结材料选择不当,导致金属结构锚件锈蚀;在反复荷载作用下,梁端破损引起伸缩装置失灵。2)伸缩装置自身问题。伸缩装置本身构造刚度不足,锚固的构件强度不足,在营运过程中产生不同程度的破损。3)伸缩装置的后浇压填料材料选择不当。对伸缩装置的后浇压填料材料没有认真对待、精心选择致使伸缩装置营运质量下降,产生不同程度的病害。4)施工不当。施工过程中,梁端伸缩缝间距没有按设计要求完成,人为地放大和缩小;定位角钢位置不正确,致使伸缩装置不能正常工作;施工时伸缩装置的锚固钢筋焊接的不够牢固,或产生遗漏预埋锚固钢筋的现象,给伸缩缝本身造成隐患;施工时伸缩装置安装的不好,装置两侧填充混凝土强度、养护时间、粘结性和平整度未能达到设计标准。5)连续缝设置不够完善。为了减少伸缩缝,现在大量采用连续梁或连续桥面。桥面连续就需设置连续缝,目前连续缝的设置不够完善,致使连续缝破损,而产生桥面跳车。桥面连续缝处,变形假缝的宽度和深度设置的不够规范,不够统一,这也不同程度地影响着连续缝的正常工作。6)养护不当。桥梁在运营过程中,后浇压填材料养护管理不善;填充到伸缩缝内的外来物未能及时清除,限制伸缩缝功能导致额外内力形成;轻微的损害未能及时维修,加速了伸缩缝的破坏。7)桥面铺装的影响。接缝处桥面凹凸不平,桥面铺装层老化等均可引起伸缩装置破损。8)交通流量影响。桥梁在运营过程中,车流量大、车速快、载重车辆多,巨大的车轮冲击力造成板式伸缩张缝、橡胶伸缩缝的某些伸缩装置的部件破损、脱落、松动,有的甚至引起桥面破坏,严重影响行车安全。

4 防治措施

4.1 梁端特殊设计

梁端部要具有足够的刚度,以满足营运过程中反复荷载的作用。设计过程中要采用恰当的伸缩间距,以保证伸缩装置的正常营运使用。

4.2 合理选用伸缩缝装置

选用伸缩缝装置最主要的是伸缩缝本身的刚度和质量,理想的伸缩缝装置必须满足下列要求:

1)满足上部结构梁与梁之间和梁与桥台之间的位移。2)伸缩装置的锚固是牢固可靠、经久耐用的,能够抵抗机械磨损、碰撞。3)车辆行驶平稳、舒适。4)能防止雨水和垃圾渗入。5)安装方便、简单,易检查且便于养护工操作。

4.3 伸缩装置的安装

1)伸缩装置的锚固宽度。需要规范伸缩缝预埋钢筋在梁(板)端部和桥台的锚固宽度。考虑到施工工艺的协调,伸缩装置的锚固宽度按50 cm进行设置为适宜,桥台上宜采用背墙的宽度进行设置,这既方便了桥面板、现浇混凝土铺装层的施工,也使伸缝装置的稳定性得到了保障。

2)伸缩装置的锚固钢筋。预制梁的端部和背墙内预埋伸缩装置锚固钢筋是在两种不同情况下进行的。一般设计给定的都是对称于桥宽中心、在梁(板)端部设置预埋钢筋,则钢筋在每片梁(板)内的预埋位置都会不一样,给施工增加了难度,因此锚固钢筋应以对称于每片梁(板)的中心进行设置,这点在设计中要充分考虑。施工中要保证锚固钢筋的作用。仅在浇筑8 cm～10 cm厚的桥面板混凝土时进行设置是不可取的,这实际上没有让伸缩装置的定位角钢牢固地与梁(板)和背墙混凝土连接成整体,形成不稳定隐患,需要施工中认真对待。

3)伸缩装置的定位角钢。伸缩装置的定位角钢一定要依据安装时测定出的气温、计算伸缩缝的伸缩量来调整两块定位角钢之间的距离,并按桥面高度将定位角钢焊接到预埋钢筋上,这样严格控制了缝距,对于伸缩缝的间距,多持有宁小勿大的倾向,是万万要不得的。定位钢筋附近的混凝土,在施工中振捣比较困难,有死角和钢筋密集的部位,应加强人工插捣。

4)连续缝的设置。连续缝的宽度按桥的设计跨径和梁(板)的设计长度之差值进行设置,30 m组合T梁连续缝宽6 cm,各种板桥连续缝宽4 cm,通常设计缝宽2 cm偏小。桥面连续缝处,变形假缝的宽度和深度必须规范、统一,缝的宽度和深度宜按0.5 cm×2.5 cm的锯缝进行设置,这样方便施工。

5)锚固区混凝土的浇筑。桥面行车道混凝土铺装应该同伸缩装置锚固区的混凝土同时进行浇筑,不允许在该部位及整个桥面上留有施工缝。

6)加强伸缩缝的养护。伸缩装置在营运过程中必须加强养护,为伸缩装置创造良好的工作环境,使其正常工作。