浅议《JTG F80/1—2017公路工程质量检验评定标准》中伸缩装置的安装实测项目

张 溪

（山西省交通建设工程质量检测中心（有限公司），山西 太原 030006）

桥梁因温度变化、荷载作用等因素会产生伸长形变和短缩形变，若不能解决此自然规律，产生的应力会损坏桥梁结构、影响桥梁的功能、缩短桥梁的使用寿命，行车的安全性和舒适度也会受到直接影响。桥梁伸缩装置是公路桥梁路面的重要组成部分，主要用于适应混凝土桥、钢结构桥的温度伸缩，混凝土及预应力混凝土桥梁的收缩和徐变，桥梁梁部结构在荷载作用下的伸缩位移等所引起的桥梁伸缩位移，以保证桥上车辆通行的安全性和舒适性。《JTG F80/1—2017公路工程质量检验评定标准》[1]中规定了桥梁伸缩装置安装实测项目，这是检验伸缩装置安装是否到位的依据，也是保障伸缩装置质量、功能及使用寿命的重要保障。然而经过调查，近年来在施工过程和交竣工验收中通过安装实测项目检测并合格的伸缩装置中，有不少还未满设计使用年限就出现了损坏情况，甚至直接导致桥梁受损，同时二次维修和更换又会因封堵交通产生安全隐患，再次投入的人工、材料成本更大，还会造成不良的社会舆论影响。分析这些病害产生的原因，并通过合理的实测项目控制伸缩装置的质量和寿命，刻不容缓。

1 发现的问题

a）伸缩装置因在最高气温顶死、冬天胶条拉脱而产生的缝体损坏。

b）梁端间隙（梁与梁、梁与桥台之间的间隙）存在堵塞情况，如存在石块、施工垃圾、因跑模漏浆形成的多余混凝土等，影响正常收缩。

c）存在漏水现象，桥梁的支座因锈蚀提前损坏，影响了桥梁的寿命。

d）桥梁伸缩装置的混凝土结构物碎裂。

e）验收过程中发现伸缩装置的横坡、纵坡实测值与设计图纸不符。

2 原因分析

a）伸缩装置在夏天顶死、冬天胶条拉脱或单元平均伸缩量大于8 cm，主要是在设计时未能正确考虑桥梁伸缩影响因素及安装环境温度与当地极端环境温度对伸缩缝预留缝隙的影响。

（a）伸缩缝设计时需考虑伸缩缝承担的理论有效长度、桥梁梁体材料温变、桥梁材料徐变、桥梁徐变完成时间、桥梁结构及载荷作用的影响。对于简支梁连续桥梁的有效理论长度以两条伸缩缝间的平均距离计算两侧之和，若中间有固定支座，就应以固定支座位置计算有效长度；桥梁梁体材料温变应以当地极端温差引起的桥梁伸缩变形进行计算。在考虑徐变及载荷作用时，进行的理论计算较为复杂，在实际运用过程中，考虑温度、徐变对桥梁伸缩的影响多以经验公式进行验算，在实际运用过程中也验证了这种方法的可靠性。

当伸缩装置提供的伸缩量与桥梁热胀冷缩产生的形变量相比偏小，不足以满足桥梁的形变需求，最终在形变产生的应力作用下就会出现顶死、单元缝隙过宽或拉脱。所以，伸缩装置的伸缩量C应不小于伸缩装置应对气温升高时桥梁膨胀产生的膨胀量所需的缩短量C-与应对气温降低时桥梁收缩产生的收缩量、混凝土凝结过程中收缩以及后期徐变产生的收缩量所需的伸长量C+之和，即

式中：β是伸缩装置的富余系数，是对伸缩量充足的一种保障，一般取1.2～1.4；Δlt+为气温升高时桥梁膨胀产生的膨胀量；Δlt-为气温降低时桥梁收缩产生的收缩量；Δls为混凝土凝固成形过程中产生的收缩量；Δlc为混凝土徐变产生的收缩量[2]。

（b）伸缩装置的设计型号不匹配，选取的伸缩缝位移量过小，如需要安装160型伸缩装置的位置安装的是80型伸缩装置，直接影响了伸缩量C，使得伸缩量不足，从而导致伸缩装置顶死或胶条拉脱；如果需要安装160型伸缩装置的位置安装的是更大位移的伸缩装置，则增加了不必要的成本，造成了浪费，不建议这种过度设计。

（c）在伸缩量和伸缩装置的选型均是合理的情况下，安装时伸缩装置的预留间隙大小不合理，剩余的伸缩量不足以应对温差变化导致的桥梁形变，有高温时顶死现象的可能，在遇极端高温天气时，伸缩装置就会顶死。换言之，预留的应对桥梁膨胀的短缩量C-过小，气温升高后桥梁持续膨胀，膨胀量超过了伸缩装置可以缩短的量，即Δlt+＞C-，最终导致伸缩装置提前顶死。之后桥梁因气温升高而继续膨胀时，产生的应力会使伸缩装置和梁体产生内伤，影响桥梁的寿命。安装时伸缩装置预留间隙过大，就会出现未到最低气温时单元缝隙过宽，预留的应对桥梁收缩时所需的伸长量C+过小，气温降低后桥梁渐渐收缩，收缩量超过了伸缩装置可以继续伸长的上限，即Δlt-＞C+，伸缩装置无法继续伸长，最终在应力作用下拉脱。为避免此类情况发生，在伸缩装置安装时，要正确考虑安装时环境温度的变化对伸缩装置预留位移量的需求，正确调整伸缩装置预留间隙。

b）桥梁梁体预留间隙中存在堵塞情况，如石块、混凝土、施工垃圾，或是施工中出现局部梁与梁或梁与桥台顶死的情况。这些因素会使预留间隙无法正常收缩，达不到设计的短缩量，即C-变小，不足以应对气温升高时桥梁产生的膨胀量，Δlt+＞C-，导致梁端间隙提前顶死，桥梁继续膨胀产生的应力使桥梁发生损坏。

如果梁端间隙顶死时间过长，应力作用可能会对梁体造成损伤，届时必须再进行桥梁检测，以确定损伤状况，以及是否需要进行桥梁加固工作。

c）伸缩装置的橡胶条是伸缩装置的重要组成部分，可以防尘防水，避免杂物进入预留间隙而影响伸缩量。所以伸缩装置漏水很可能是橡胶条损坏。一旦橡胶条出现损坏情况，失去防水作用，雨水等就会穿过桥面到达桥梁的支座，金属制的支座会更快发生锈蚀现象，提前损坏。同时橡胶条如果安装嵌入不到位，夏季就易鼓起，易于轮胎直接接触，快速磨损破坏，冬季更容易脱落，使雨水、垃圾无障碍落入桥梁下部。此种情况若不及时处理，就会产生严重后果，应引起施工、养护部门重视。

d）固定伸缩装置的混凝土结构物碎裂，主要是因为混凝土强度不足，受应力作用产生而造成混凝土强度不足的原因有：混凝土标号不足；混凝土浇筑不及时，现场浇筑时，超过初凝时间；为应对现场坍落度检测，后期加水或减水剂，导致配合比发生了改变；浇筑混凝土时模板跑位或彻底挤失，使得底部混凝土过度接近甚至直接连成一片，在桥梁膨胀时受到应力作用发生损坏[3]。

e）伸缩装置的横坡、纵坡实测值与设计图纸不符，是因为伸缩装置主要采用后装法安装，在满足“与桥面高差”要求的前提下，横坡和纵坡桥面几乎一致。若桥面的横坡及纵坡满足设计要求，则伸缩装置的横坡及纵坡实测值亦满足设计要求；反之，若桥面的横坡及纵坡不满足设计要求，则伸缩装置的横坡及纵坡实测值亦不满足设计要求。

3 结论

《JTG F80/1—2017公路工程质量检验评定标准》中规定的桥梁伸缩装置安装实测项目为长度、缝宽、与桥面高差、纵坡、横向平整度、焊缝尺寸和焊缝探伤，主要集中在外观尺寸方面。为更好地保证伸缩装置的功能和寿命，建议增加和变更一些实测项目。

表1 伸缩装置安装实测项目

a）增加“根据当地实际温差变化情况验算形变量，并确定形变量与伸缩装置型号及数量是否匹配，以及预留间隙尺寸是否合适”。应根据当地实际温差变化情况验算形变量，并通过与伸缩装置的型号及数量计算出的伸缩量对比确认是否匹配，否则应及时调整；同时应确保预留间隙不会因为过大使得胶条提前拉脱，且不会因为过小使伸缩装置提前顶死，如不合适，应当及时调整宽度，调整之后再进行二次验收。

b）增加“检查预留间隙是否清理干净，是否存在梁与梁或梁与桥台提前顶死的情况”。确保预留间隙中不存在畸形、施工垃圾、走模而溢出的混凝土等会使伸缩装置提前顶死的因素，若存在上述问题，应及时处理，之后再安排二次验收。

c）增加“检查橡胶条是否存在损坏，是否安装到位”。确保橡胶条安装到位且无损坏，如果存在损坏，应及时更换；未安装到位则需要重新安装，以确保安装到位。

d）增加“使用回弹法对伸缩装置固定用混凝土进行强度检测”。通过强度检测来确保混凝土强度，若混凝土强度不足，建议在通车前尽快返工，返工后安排二次回弹，合格后方可通车，否则不予验收。

e）建议取消“横坡、纵坡”实测项目。