钢制支承式桥梁伸缩装置浅析

耿正君

漯河市公路管理局，河南 漯河 462000

桥梁伸缩装置，在桥梁结构中直接承受车轮荷载的冲击作用，并且长期暴露在大气中，使用环境比较恶劣，是桥梁结构最易破坏而又较难维修的部位。当前公路桥梁伸缩装置种类繁多，按照传力方式及构造特点，共分为六类，即无缝式伸缩装置、填塞对接式伸缩装置、嵌固对接式伸缩装置、钢制支承式伸缩装置、板式橡胶伸缩装置及模数式伸缩装置。钢制支承式伸缩装置是用钢材装配制造成的，能直接承受车轮荷载的一种构造。以往多用于钢桥，现在也用于混凝土桥梁。国内常用为钢梳齿形板和折板型。该类型结构自身刚度大、抗冲击力强，可承受较大水平变位，一般多用于大、中跨径桥梁。

1 钢制支承式桥梁伸缩装置结构特点

钢制支承式伸缩装置采用钢材装配而成，能直接承受车轮荷载。这种伸缩装置以前多用于钢桥，目前逐步引入混凝土桥梁。钢制支承式伸缩装置种类、现状、尺寸繁多，应用比较广泛的主要是钢梳齿型伸缩装置。其构造是由梳型板、连接件及锚固系统组成，有的钢梳齿型桥梁伸缩装置，在梳齿之间填塞有合成橡胶，起到防水作用，亦有采用专门的排水槽来解决排水问题。钢梳齿型桥梁伸缩装置，根据梳齿的支承情况分为支承式和悬臂式。

2 钢制支承式伸缩装置施工工艺及要求

钢制支承式伸缩装置是用钢材装配制成的，能直接承受车轮荷载的一种构造。常见的主要有以下两种形式：钢梳齿板型伸缩装置和钢板叠合式伸缩装置。由于两类钢制支撑式伸缩装置原理相同，仅构造上略有差异，以下以钢梳齿板型伸缩装置为例，阐述其安装工艺及施工要点。

2.1 钢制支承式伸缩装置的安装工艺

钢制支承式伸缩装置的施工安装程序如图1所示：

图1

2.2 施工要点

钢制支承式伸缩装置施工时应注意以下问题：

1）定位角铁的拆除一定要及时，以保证伸缩装置因温度变化而自由伸缩，也可把相对的梳齿板固定在两个不同的定位角铁上，让它们连同相应的角铁自由伸缩；

2）安装施工时应仔细进行，防止产生梳齿不平、扭曲及其它的变形，安装时一定将构件固定在定位角铁上，以证安装精度。要严格控制好梳齿间的槽向间隙，由于伸缩方向性的误差及横向伸缩等原因，在最高温度时，梳齿横向间隙不得小于5mm；

3）在浇筑混凝土时，为了空气的及时排出，可以在钢梳齿根部适当钻些直径20mm的小孔；

4）由于小规模的伸缩装置，由地扫除和维修困难，故一般都不作接缝内的排水设施，但此时考虑支座的防水及台座排水与及时清扫等。

3 钢制支承式桥梁伸缩装置病害及原因分析

钢制支承式伸缩装置的主要破坏形式为：焊口开焊造成构件断裂，锚固螺栓断裂，钢板缺失，锚固区混凝土破损，伸缩缝处严重渗漏等病害。钢制支承式伸缩装置主要破损原因有以下几方面：

1）我国的钢制支承式伸缩装置多数为仿制国外产品，受成本控制，主要受力构件品质难易达到国外的工艺要求。由于制造工艺落后，个别焊缝不易焊牢，构件加工精度不能达到设计要求，结构整体性差，使用过程中出现整块钢板脱落或变形；

2）由于此类伸缩装置伸缩量较大，防水排水系统复杂，排水机能不完善，容易产生漏水现象，造成钢结构腐蚀；

3）钢制支承式伸缩装置缝宽较大，缝隙内容易积累杂物，且杂物不易清除，从而抑制了伸缩装置的伸缩功能等；

4）施工中后期浇筑的伸缩装置锚固混凝土与主梁不能有效结合成整体,结合处未进行处理或无预埋钢筋,造成锚固失效。承重钢板刚度小，重载作用下，振动很大，使本来就比较薄弱的锚固系统雪上加霜；

5）养护过程中不能及时发现锚固螺栓的松动迹象，不能及时有效的处理，导致钢板不能正常的工作；

6）公路实际运营车辆轴载大于设计轴载的车辆较多，这些超重车辆的冲击作用明显，从而导致钢板或锚固螺栓强度不足而破坏。

4 钢制支承式伸缩装置养护内容及措施

对桥梁伸缩装置的养护就是根据伸缩装置的检查情况，对发现的问题采取合适的维修措施，保证伸缩装置的正常使用。由于不同的伸缩装置，构造不同，组成部件不同，各个部件的重要程度也不同，破损的形式也有差异，因此，确定其养护方法时应考虑不同伸缩装置差异、破损特征、破损阶段，采用不同的养护方法。

4.1 钢制支承式伸缩装置主要养护内容

1）焊口开焊，出现某块钢板脱落，重新补焊焊牢；翘起变形，重新加固或局部更换；锚固螺栓松动引起钢板松动，更换螺栓或补焊；

2）缝隙内杂物应及时清除，否则容易导致伸缩装置失去伸缩功能；

3）桥梁伸缩缝顶层钢板厚度不足，极易引起顶层钢板在螺母处的剪切破坏，其养护方法为重新更换强度高的钢板；

4）发现杂物、污水落入桥下，污染环境，腐蚀结构等，属于防水、排水机能不完善。原设计没设置的，应完善设置；设置已老化不起作用的，应进行更换；设置完好的，应及时清洁；

5）伸缩装置两侧的水泥混凝土与主梁不成一体，结合不好，结合缝宽大时，及时灌弥，面层坑槽及时填补，坑槽较大时影响通车时，重新翻修，并考虑采用钢纤维混凝土；

6）伸缩装置两侧的平整度不能满足要求时，应及时维修找平，防治因车辆的冲击导致钢板、螺栓松动的病害产生。

4.2 钢制支承式伸缩装置各部件养护措施

钢制支承式伸缩装置各部件的损伤程度可分为无损坏、轻微损坏、一般损坏、明显损坏及完全损坏五种。如无损坏，应按养护规范要求对各部件定期进行检查，其它损坏应采取相应的养护措施。当伸缩装置损伤严重或按总体评估评定为四、五类时，应对其进行更换。

1）高强混凝土：轻微损坏及一般损坏应采取裂缝内填入环氧树脂或同类化学浆液的措施；明显损坏及严重损坏应采取部分封闭交通，局部凿除进行补修，若钢板底部混凝土破损严重应做换缝处理；完全损坏应采取半幅封闭交通、凿除并重新浇注混凝土的措施；

2）桥面铺装：轻微损坏及一般损坏应采取裂缝内填入沥青或其它粘合料的措施；明显损坏及严重损坏应采取局部切除补修的措施；完全损坏应全部挖除破损范围，重新摊铺；

3）梳齿钢板：轻微损坏应加强观测；一般损坏应做除锈处理，及时清除缝内垃圾；明显损坏、严重损坏及完全损坏应更换梳齿钢板；

4）下垫钢板：轻微损坏及一般损坏应加强观测；明显损坏、严重损坏及完全损坏应更换下垫钢板；

5）锚固螺栓：轻微损坏及一般损坏应加强观测，及时修补缺失、断裂的螺栓；明显损坏、严重损坏及完全损坏应拆除重修；

6）橡胶防水带：轻微损坏、一般损坏及明显损坏应加强观测，及时清除缝内垃圾，并进行破损及裂缝封闭；严重损坏及完全损坏应拆除重建；

7）锚固钢筋：应结合锚固混凝土的破损状况进行相应的维修处理。

[1]李扬海，程潮阳，鲍卫刚，郑学珍.公路桥梁伸缩装置[M].北京：人民交通出版社，1999.

[2]赵煜，等.河南省桥梁伸缩装置现状调查及养护对策研究[R]，2005.