桥梁伸缩缝病害与施工质量控制分析

2017-04-10

四川水泥 2017年8期

关键词：密封性梁端橡胶

(重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074)

桥梁伸缩缝病害与施工质量控制分析

林永武

(重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074)

桥梁伸缩缝的病害影响行车舒适性，但是经常得不到重视。目前的伸缩缝构造类型众多，各有优缺点。本文通过分析伸缩缝出现病害的原因，总结出伸缩缝施工质量控制措施，希望能够为相关从业人员带来一定启发。

伸缩缝；病害；施工质量；控制措施

0 引言

桥梁伸缩缝是桥梁的重要构造之一，起到满足桥梁在各种因素下的变形和汽车行驶的平顺作用。伸缩缝施工是桥梁施工的最后一道工序，往往得不到施工人员的重视。施工人员经常未等伸缩缝的养生达到规范所要求的期限就早早放行，造成了伸缩缝过早地出现病害。由于混凝土的收缩徐变、墩台的不均匀沉降或者粱体温度变化等原因，均会使伸缩缝处的混凝土开裂或形成一定高度的小台阶。这会引起车辆在伸缩缝处发生跳动，轻则损坏道路设施，重则发生交通安全事故。近年来，国内外很多专家学者都在致力于研究如何防止桥梁过早出现病害的措施和方法。国内的桥梁数量越来越多，但是质量是参差不齐，其中桥梁伸缩缝的问题尤为突出。刚建成的高速公路车流量非常大，特别是有很多超载的重型车辆，桥梁伸缩缝一旦损坏必将引起交通堵塞，所以对于预防伸缩缝出现病害非常重要。

1 伸缩缝的类型

我们国家的桥梁建设中使用的伸缩缝类型较多，根据伸缩缝的传力方式和构造类型来分，伸缩缝可以分成以下五大类。

1.1 钢制支承式伸缩缝

钢制支承式伸缩缝多用于混凝土桥和钢桥，材质多为钢材，其上直接承受车轮荷载。该种伸缩缝装置目前种类众多，能满足不同桥梁尺寸的要求。钢梳形板伸缩缝就是比较典型而且常见的一种钢制支承式伸缩缝，其构造特点是左右桥面板伸出空隙部分通过层面板之间的齿形互相咬合成悬架。钢制型伸缩缝的缺点是由于刚性坚硬的表面对高速行车不利，容易造成车辆经过时产生跳动，严重时甚至损害车辆，而且密封性不良。

1.2 对接式伸缩缝

目前比较常用的对接式伸缩装置有两种，一种是填塞型，另外一种为嵌固型。填塞型伸缩缝装置的特点是时刻处于受压状态，其由沥青、棉絮等物填塞在其中既可以承受车轮荷载又可以满足桥梁由于温差等原因的伸缩变形。该类伸缩缝在变形量小于40mm的桥梁中常被使用，但是现在越来越少被应用到新建的桥梁上。嵌固式伸缩缝装置是把橡胶条嵌固在桥粱与桥台的两端，可以处于受压或者受拉状态。

1.3 模数支承式伸缩缝

我国高速公路和高架桥梁近年来的高速发展需要大位移量和结构更加合理的伸缩缝装置；橡胶类伸缩缝装置位移量小，而钢制伸缩缝装置又存在密封性不良等缺点。在此情况下，出现了密封性更好，位移量更大，而且能够吸震的模数支承式伸缩缝。模数支承式伸缩缝的特点是嵌固于边粱钢和中粱钢的V型橡胶条可以达到很好的密封性。目前国内较为普遍的模数式橡胶伸缩装置的伸缩范围可达80—1040mm。

1.4 无缝式伸缩缝

在桥梁端部缝隙间填入弹性材料和防水材料，然后在上面铺筑铺装层，让缝隙处的铺装材料和其它铺装连接成整体，这种依靠铺装材料来抵抗伸缩的装置叫做无缝式伸缩缝。这种伸缩缝有利于冬天铲雪车作业不容易破坏伸缩缝装置。汽车经过桥梁时由于无缝衔接的伸缩缝而不会产生振动，有利于行车舒适性。下雨天的铺装桥面由于连续的铺装层而不会产生漏水密封性问题，同时减少雨水对桥梁的侵蚀影响。

1.5 组合剪切式橡胶伸缩缝

组合剪切式橡胶伸缩缝被广泛应用于国内外的桥梁工程中，其构造特点是利用不同截面形状的橡胶互相嵌固在桥梁的梁端，橡胶的弹性材料特性让其特别容易粘合在一起，同时具备一定的防水性能。该类伸缩缝在承受车轮荷载的同时有一定的竖向支承作用，因而使得行车平稳，而且伸缩量也非常大，国外的该类产品最大伸缩能力已经达到300mm左右。

2 伸缩缝常见病害及成因

桥梁伸缩缝长期受到雨水的腐蚀作用，加上构造单薄，经常受到荷载的横向和纵向冲击，所以伸缩缝极其容易破坏，损害后修复困难。

2.1 设计的原因

桥梁的梁端由于刚度不足，在垂直和竖向荷载的反复冲击下经常会出现变形，甚至破坏。在设计桥梁伸缩缝时设计人员没有考虑到桥梁的梁端在反复的汽车荷载作用下会产生破损进而导致伸缩缝失效的情况。由于对伸缩量的计算错误，没有考虑温度变化对伸缩缝的实际影响，无法调整伸缩缝的初始位移量，导致伸缩缝因过小的伸缩间距而遭到破坏。

2.2 施工的原因

在施工过程施工人员由于没有实际掌握伸缩缝装置的安装工艺流程和标准，没有按照规范的步骤安装而导致伸缩缝不能正常工作或使用一段时间后失效。在铺装时，由于伸缩缝材料和桥面铺装的混凝土或沥青层存在粘聚力小和碾压不足问题，容易导致开裂和脱落现象，使伸缩缝的作用受损；桥端和伸缩缝的交接属于刚柔相接，在外力作用下经常会形成高差很小的台阶，但是也会导致伸缩缝损坏；伸缩缝的填充材料由于碾压不密实，出现空洞和蜂窝等缺陷，强度达不到设计要求，因而伸缩缝难以承受荷载的冲击而损坏。施工人员有时在过渡混凝土强度达不到养生要求而过早开放交通，导致过渡混凝土存在缺陷，使伸缩缝在营运阶段性能不佳。由于桥梁伸缩缝是在桥梁主体结构完成后才开始安装，属于最后的工序之一，因此往往被施工人员忽视伸缩缝的施工质量，如锚固钢筋焊接质量不佳和遗漏预埋钢筋，定位角钢位置误差，导致伸缩缝存在施工缺陷。

2.3 养护及外界原因

养护人员没有重视伸缩缝的养护工作，没有及时的清理掉进伸缩缝里面的杂物，导致伸缩缝的伸缩量变小，不能满足桥梁由于外界因素引起冷缩热涨的伸缩量。现在，随着国家高速公路网络的快速发展，原来越多的重载运输车辆在高速公路上跑，伸缩缝装置在超载的汽车荷载冲击下，会产生严重变形而损害。

3 施工质量控制措施

伸缩缝施工质量控制的关键环节有以下几步。

一是放样切割。在摊铺填充料时，确保平整度，进行反槽开挖。平整度检查不合格则进行切割面加宽。用土工布进行防护，防止污染作业路面。

二是开挖清缝、槽口处理。清理切割产生的混凝土碎块和钢筋，并用风镐把细小杂物吹干净。然后对梁端混凝土进行凿毛，用水枪把灰尘冲洗干净。

三是安装定位。在安装伸缩缝时定位角钢的位置非常重要，把校验伸缩缝平整度的型钢平整度控制在2mm以内，型钢顺直度控制在2mm以内，型钢和桥梁顶面的高差控制在3mm以内。其次，采用焊接法将型钢定位。焊接时宜将伸缩缝顶面先焊接，然后焊接侧面，已达到固定作用，确保安装位置准确，最后安装底面。焊接完成后要把伸缩缝槽内的焊渣等杂物清扫干净或冲洗干净。