浅析桥梁伸缩缝设计

2013-08-05王青城

黑龙江交通科技 2013年5期

王青城

(黔东南州交通勘察设计院)

1 引言

传统的桥梁构造使其很容易产生变形，尤其是在气温变化、施工材料等因素的影响下更会导致桥梁结构的损坏，而桥梁伸缩缝装置就是给予桥梁结构变形一定的空间范围，能够使桥梁梁端与梁台背墙之间可以一定程度上的变形。正确合理的设计和施工安装伸缩缝，可大大加强公路桥梁的使用寿命、运输安全以及车辆行驶的舒适度、平稳度。但是，随着社会经济的不断发展，越来越多的车辆出现在道路上，尤其重型的施工车辆对公路的频繁碾压，加速了对桥梁伸缩缝的损坏，一旦桥梁结构被破坏，将会给行人带来生命和财产上的威胁。因此，如何维护桥梁伸缩缝的质量和延长桥梁伸缩缝的使用年限也成了相关人员和专家所要面临的考验。

2 桥梁伸缩缝类型

(1)对接式伸缩缝

对接式伸缩缝装置可细分为填塞对接型和嵌固对接型2 种装置，此分类是以该装置的构造形式和受力特点为依据进行的。填塞对接型伸缩缝是将橡胶、木板、沥青等材料混合填塞在缝隙处，这些材料具有一定的伸缩性，该种伸缩缝装置的伸缩量在40.0 mm 以内，多运用于常规桥梁中;嵌固对接型伸缩缝是根据钢架结构的不同嵌固不同形状的橡胶条，通过橡胶条的的拉压性让桥梁有一定范围内的变形，该种伸缩缝装置的伸缩量在80.0 mm 以内。

(2)钢制式伸缩缝

钢制式伸缩缝装置，顾名思义，是以钢材装配而成的，此装置可直接承受车轮荷载。钢之式伸缩缝装置有不同类型和尺寸，包括钢梳形板伸缩缝装置、钢板叠合式伸缩装置等。该种伸缩缝装置曾常应用于钢架桥梁，现也常用于砼桥梁。

(3)橡胶剪切式伸缩缝

橡胶剪切式伸缩缝装置是根据橡胶材料较低的剪切模量设计而成的。该种伸缩缝内设计有上下槽并预留螺栓孔，将橡胶里填埋锚固钢板和承重钢板，该装置通过上下槽之间的橡胶变形从而实现整个桥梁结构的相对位移。同时，橡胶里预埋的锚固钢板，通过螺栓与梁端连接的受力原理形成的结构构造。

(4)模数式伸缩缝

随着社会的不断前进，桥梁结构也着突破性的发展，现如今，不同类型、大规格的桥梁越来越多，对桥梁伸缩缝装置的要求也越来越严格，合理科学的桥梁伸缩缝装置的选择是桥梁设计的重要决策之一。因此，出现了模数式伸缩缝装置，该种装置的吸震缓冲性好，又易做到密封橡胶与强度大的异型钢的组合，该类伸缩缝装置的不同点在于其承重异型钢梁和传递伸缩力的传动机构形式及原理上的差异。模数式伸缩缝的图形结构如图1。

图1 模数式伸缩缝

(5)无缝式伸缩缝

无缝式伸缩缝表面无缝，行车安全舒适。该装置利用热塑弹性材料、橡塑伸缩体、热塑弹性材料以及角钢组合而成。可广泛应用于公路中的小型桥梁，既经济、安全，又美观、方便。无缝式伸缩缝的图形结构如图2 所示。

图2 无缝式伸缩缝

3 桥梁伸缩缝施工程序

(1)在桥梁伸缩缝施工之前，先研究具体的施工方案，对各项施工程序进行严格审查并验收，对钢材安装、混凝土浇灌等进行监察。

(2)做好施工前的准备工作，对各种机械设备进行检查，保证机械完好无缺，确保施工顺利进行;施工过程中所需的混凝土需要短距离运输，以防止长距离运输出现的离析现象;要做好对各种施工材料的准备工作，避免用时缺少材料;施工路段要有警示标语，以防发生交通事故。

(3)切缝。切割伸缩缝之前需要检测沥青路面的平整度，根据沥青油面的平整度来决定伸缩缝切割面的宽度，若是平整度达不到要求，必须返工处理，确保伸缩缝的施工质量。若是平整度符合要求，则根据施工图纸的要求进行放样、打线、切缝，锯缝线周围的沥青混凝土需用塑料布进行保护，防治粉尘污染了路面。若切缝时使用的干切法，则需要立即使用鼓风机吹干净，防治造成路面污染。

(4)开槽。用风镐开槽，开槽的伸缩缝宽度不得小于12 cm。开槽后若发现梁与梁之间间隙未达到要求，则需要立即采取措施加以处理;另外施工人员及行人不得在两侧边缘踩踏，同时禁止车辆通行，影响工程质量。

(5)型钢安装。安装前将槽内的杂物清除干净，可用高压水枪对桥梁进行冲洗，确保无杂物，提高工程质量;安装型钢时，要对顺直度和平整度进行检测，避免工程完成后因顺直度和平整度未达到要求而返工。利用分段点焊加固的方法对型钢进行加固，以防止其因温度过高而变形，焊接时应先焊接顶面，再焊接侧面，最后焊接底面，确保焊接质量。

(6)混凝土浇灌。混凝土的配比要严格按照审查过后的施工方案设计。混凝土坍落度控制在20 mm 以内，确保C50钢纤维混凝土质量;混凝土浇灌的同时要采取同步振捣的方法，要确保无气泡。

(7)安装橡胶条。安装橡胶条之前对伸缩缝内进行清理，以免杂物夹在缝内。橡胶条安装应美观、平整、得体;橡胶条安装时型钢间隙不仅与安装时的气温有关，还与桥梁的伸缩量的误差有密切关系。这些都是橡胶条安装时所需注意的细节。

4 造成桥梁伸缩缝损坏的因素

(1)伴随着经济的发展，众多重型车辆的出现对公路桥梁的伸缩缝装置具有很大的损坏作用，各种重型车辆对伸缩缝的撞击和反复荷载作用的持续增加加速了伸缩缝的破坏，用于伸缩缝装置的材料经过长期的磨损和气候的影响，也使得砼面板的结合强度降低。

(2)伸缩缝的接头经过长期的磨损，造成了伸缩缝填装材料的硬化以及环氧树脂砂浆的脱落，这是伸缩缝装置损害的主要原因。所以在施工时，对接头处要进行认真的清理工作。

(3)施工人员在安装过程中的操作失误，使得伸缩缝装置与桥面板胸墙的垂直错位，加大了来往行驶的车辆对伸缩缝装置的冲击力。

(4)伸缩缝装置安装必须由专业的安装队伍施工操作，桥梁伸缩缝装置安装过程中若是有失误或是不当的地方，应立即返工，有些施工队为加快施工速度，偷工减料，施工过程中不认真负责，导致工程完成后不能及时解决引发的一系列问题。

5 桥梁伸缩缝的重要作用

桥梁伸缩缝可使得桥梁结构能承受一定范围内的变形，现今桥梁采用伸缩缝设计可大大提高桥梁的平稳性，行驶车辆在桥面上行驶的平稳、舒适、安全。同时，桥梁伸缩缝装置保证了桥梁在气温变化、荷载作用、混凝土收缩膨胀变化等众多因素影响下按其可接受范围内的自由伸缩及变形。桥梁伸缩缝装置的合理选择，是保证了桥梁结构较长使用年限的一个基本条件，同时也影响了桥梁的经济价值和社会价值。