错列式桥梁伸缩缝创新构造探索

卢永贵 白皓

（四川高速公路建设开发集团有限公司，四川 成都 610041）

一、前言

公路桥梁在运营期间受到温度升降、梁体混凝土收缩徐变和行车动荷冲击后，梁体会产生一定程度的位移。这些位移一旦被限制，梁体不能在平行、垂直于桥梁轴线的方向自由变位，将产生巨大的附加应力，附加应力作用于梁体端部、传递至墩柱顶面，可能会挤坏梁身混凝土，剪断桩柱联结处，破坏梁体和墩柱，最终导致严重的安全责任事故。

桥梁伸缩缝本身是为满足梁体结构自由变形，设置于梁端、桥台、各联（孔）上部结构衔接处或桥梁铰接位置的伸缩装置。桥梁伸缩缝应伸缩自如无应力，且锚固可靠、稳定性能较高，行车稳定且噪声低，此外还应具备防水、防尘、防垃圾，安装简便易维护等优点。

根据桥梁上部结构变形量大小，国内外开发了各种各样的伸缩缝装置，取得了良好的使用效果。但是桥梁伸缩缝设置于梁端，构造复杂、部位薄弱，直接承受车辆反复冲击荷载，受各种自然因素影响，性能衰减很快，极易损坏，且维护保养工作量大。笔者在调研四川山区高速公路建设工地时发现，现有的某些桥梁伸缩缝构造，在适应四川山区公路建设期保通、满足油面连续平整摊铺等现实需求方面，还存在诸多问题。因此，本文将对四川部分桥梁伸缩缝构造在建设、运营期间存在的问题进行分析，研究解决方案，设计探索一种适用于变形量小于12cm的桥梁伸缩缝新型构造。

二、桥梁伸缩缝常见问题

目前在我国高速公路桥梁中使用较为广泛的是型钢和梳齿板伸缩缝装置，约占全部伸缩缝桥梁装置的90%以上。下文主要阐述了这两种装置在应用过程中存在的问题。

（一）建设期间桥梁伸缩缝存在的问题

1.前期设计不足

由于桥梁伸缩缝施工精度要求较高，梁体端头伸缩缝预留槽设计偏薄，梁端预留锚固连接钢筋偏少，将会造成型钢伸缩缝锚固混凝土厚度、宽度不足等问题。如此狭小空间内的伸缩缝装置由弹性模量各异的多种材料组合而成，混凝土包裹性能差，易造成混凝土松动、黏结力失效等后果。

2.施工精度不达标降低锚固系统性能

梁板预制施工时，施工单位普遍对梁体端头质量控制重视不够，导致施工精度达不到设计要求，降低伸缩缝梁端预留预埋锚固系统性能。此外，梁体预制长度参差不齐、安装误差较大，形成桥缝处梁体端部犬牙交错排列，预埋件难以对齐，型钢安装时，无法顺直对齐中缝，型钢与预埋件之间的焊接连接顾此失彼，进一步降低锚固系统性能。

3.桥缝处临时通道维护工程量较大

梁体架设完毕且桥面水泥混凝土找平层实施后，桥缝处下凹的预留槽和凸起的预埋件致使工地交通不便（山区高速便道通行条件极差、运输效率较低，为了加快工程进度，四川山区高速常常在梁体架设完成后，要求尽快形成施工通道），且施工车辆易破坏预留预埋件，梁端缝中填塞的泡沫板强度低、稳固性差，易被挤压掉落入缝，临时找平梁端缝的沙袋、碎石松散易破，易掉落入缝，故桥缝处临时通道的维护工作量巨大。

4.其他

桥缝处临时填塞物与相邻构造的刚度反差较大，油面摊铺机找平难度大、平整度差、动荷冲击强。此外，桥梁伸缩缝由多个专业工种联合完成，工序交接、验收繁琐，工程一旦出现问题，易出现推卸责任等情况。且型钢伸缩缝整体吊装施工重量大、机械多、安装调节难、工序繁杂，施工收尾期交通干扰多、振动大、混凝土养生条件差，因此养生期交通管制与保通难度较大。

（二）运营期间桥梁伸缩缝存在的问题

橡胶条易老化、易被偶然侵入的杂物挤压脱落，且清理工作量大；止水带常被刺破，易漏水；锚固混凝土易开裂、常破碎，锚固钢筋常松动、型钢伸缩缝易断裂；不透水的锚固混凝土阻断了沥青铺装层层间排水通道；维修养生周期长、对交通影响大、司乘怨言多、管制费用较高。

三、解决方案

经分析后，笔者认为上述问题的成因主要有以下几方面：

缝是桥梁结构的薄弱点，桥面铺装缝与梁端缝在空间上重叠，临空悬壁形成通缝、薄弱效应被放大；锚固混凝土体积小，与桥面分期浇筑整体性差；构造复杂、施工参与方多、临时构造设计寿命短，维护困难；容错能力低、施工精度要求高。

根据问题和成因，本文提出了如下解决方案，具体如图1所示：

图1.解决方案示意图

使桥面缝与梁端缝错列；撤销梁端预留凹槽、预埋凸筋，采用加长螺母套管与梁顶平齐预埋；梁体架设后，把1～2cm厚、50×70cm桥用钢板以简支搭接方式（行车方向上游端用大尺寸螺栓固定于螺母套管中，下游端尾构造桥面缝，底部涂抹硅脂油自由滑动）封闭梁端缝，取消临时填塞设施；在施工桥面缝对应位置的湿接缝时，安装2个Φ为80mm的PVC渗水管，排除层间水和桥面缝渗入水。桥面找平层混凝土施工时，钢筋网片在封缝钢板上与桥面部分连续布置，同时浇筑；按照桥面缝构造宽度切割油面，用透水土工布包裹5mm以上废旧橡胶颗粒填塞桥面缝，表面以手风琴式耐磨橡胶带覆盖，提高整体性。

四、结语

错列式伸缩缝构造简单，兼容能力较强，整体性能好，且施工工序交接少；封缝钢板上部有20cm厚的复合铺装层，对车辆有较强的冲击荷载扩散作用；单元式拼装劳动强度小，梁体架设完成即可安装，形成连续通道。但任何一种改进创新，在解决了现存部分问题的同时，会衍生出许多新生问题，需要在工程实践中不断优化改进，才能让一项创新臻于完善。本创新构造尚有很多细节没有考虑周全，下一步，将在具体工程中应用此创新设想，通过持续改进完善方案，为推广应用做好准备。