鋼制支承式橋梁伸縮裝置淺析

耿正君

漯河市公路管理局，河南 漯河 462000

橋梁伸縮裝置，在橋梁結(jié)構(gòu)中直接承受車輪荷載的沖擊作用，并且長期暴露在大氣中，使用環(huán)境比較惡劣，是橋梁結(jié)構(gòu)最易破壞而又較難維修的部位。當前公路橋梁伸縮裝置種類繁多，按照傳力方式及構(gòu)造特點，共分為六類，即無縫式伸縮裝置、填塞對接式伸縮裝置、嵌固對接式伸縮裝置、鋼制支承式伸縮裝置、板式橡膠伸縮裝置及模數(shù)式伸縮裝置。鋼制支承式伸縮裝置是用鋼材裝配制造成的，能直接承受車輪荷載的一種構(gòu)造。以往多用于鋼橋，現(xiàn)在也用于混凝土橋梁。國內(nèi)常用為鋼梳齒形板和折板型。該類型結(jié)構(gòu)自身剛度大、抗沖擊力強，可承受較大水平變位，一般多用于大、中跨徑橋梁。

1 鋼制支承式橋梁伸縮裝置結(jié)構(gòu)特點

鋼制支承式伸縮裝置采用鋼材裝配而成，能直接承受車輪荷載。這種伸縮裝置以前多用于鋼橋，目前逐步引入混凝土橋梁。鋼制支承式伸縮裝置種類、現(xiàn)狀、尺寸繁多，應(yīng)用比較廣泛的主要是鋼梳齒型伸縮裝置。其構(gòu)造是由梳型板、連接件及錨固系統(tǒng)組成，有的鋼梳齒型橋梁伸縮裝置，在梳齒之間填塞有合成橡膠，起到防水作用，亦有采用專門的排水槽來解決排水問題。鋼梳齒型橋梁伸縮裝置，根據(jù)梳齒的支承情況分為支承式和懸臂式。

2 鋼制支承式伸縮裝置施工工藝及要求

鋼制支承式伸縮裝置是用鋼材裝配制成的，能直接承受車輪荷載的一種構(gòu)造。常見的主要有以下兩種形式：鋼梳齒板型伸縮裝置和鋼板疊合式伸縮裝置。由于兩類鋼制支撐式伸縮裝置原理相同，僅構(gòu)造上略有差異，以下以鋼梳齒板型伸縮裝置為例，闡述其安裝工藝及施工要點。

2.1 鋼制支承式伸縮裝置的安裝工藝

鋼制支承式伸縮裝置的施工安裝程序如圖1所示：

圖1

2.2 施工要點

鋼制支承式伸縮裝置施工時應(yīng)注意以下問題：

1）定位角鐵的拆除一定要及時，以保證伸縮裝置因溫度變化而自由伸縮，也可把相對的梳齒板固定在兩個不同的定位角鐵上，讓它們連同相應(yīng)的角鐵自由伸縮；

2）安裝施工時應(yīng)仔細進行，防止產(chǎn)生梳齒不平、扭曲及其它的變形，安裝時一定將構(gòu)件固定在定位角鐵上，以證安裝精度。要嚴格控制好梳齒間的槽向間隙，由于伸縮方向性的誤差及橫向伸縮等原因，在最高溫度時，梳齒橫向間隙不得小于5mm；

3）在澆筑混凝土時，為了空氣的及時排出，可以在鋼梳齒根部適當鉆些直徑20mm的小孔；

4）由于小規(guī)模的伸縮裝置，由地掃除和維修困難，故一般都不作接縫內(nèi)的排水設(shè)施，但此時考慮支座的防水及臺座排水與及時清掃等。

3 鋼制支承式橋梁伸縮裝置病害及原因分析

鋼制支承式伸縮裝置的主要破壞形式為：焊口開焊造成構(gòu)件斷裂，錨固螺栓斷裂，鋼板缺失，錨固區(qū)混凝土破損，伸縮縫處嚴重滲漏等病害。鋼制支承式伸縮裝置主要破損原因有以下幾方面：

1）我國的鋼制支承式伸縮裝置多數(shù)為仿制國外產(chǎn)品，受成本控制，主要受力構(gòu)件品質(zhì)難易達到國外的工藝要求。由于制造工藝落后，個別焊縫不易焊牢，構(gòu)件加工精度不能達到設(shè)計要求，結(jié)構(gòu)整體性差，使用過程中出現(xiàn)整塊鋼板脫落或變形；

2）由于此類伸縮裝置伸縮量較大，防水排水系統(tǒng)復雜，排水機能不完善，容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，造成鋼結(jié)構(gòu)腐蝕；

3）鋼制支承式伸縮裝置縫寬較大，縫隙內(nèi)容易積累雜物，且雜物不易清除，從而抑制了伸縮裝置的伸縮功能等；

4）施工中后期澆筑的伸縮裝置錨固混凝土與主梁不能有效結(jié)合成整體,結(jié)合處未進行處理或無預(yù)埋鋼筋,造成錨固失效。承重鋼板剛度小，重載作用下，振動很大，使本來就比較薄弱的錨固系統(tǒng)雪上加霜；

5）養(yǎng)護過程中不能及時發(fā)現(xiàn)錨固螺栓的松動跡象，不能及時有效的處理，導致鋼板不能正常的工作；

6）公路實際運營車輛軸載大于設(shè)計軸載的車輛較多，這些超重車輛的沖擊作用明顯，從而導致鋼板或錨固螺栓強度不足而破壞。

4 鋼制支承式伸縮裝置養(yǎng)護內(nèi)容及措施

對橋梁伸縮裝置的養(yǎng)護就是根據(jù)伸縮裝置的檢查情況，對發(fā)現(xiàn)的問題采取合適的維修措施，保證伸縮裝置的正常使用。由于不同的伸縮裝置，構(gòu)造不同，組成部件不同，各個部件的重要程度也不同，破損的形式也有差異，因此，確定其養(yǎng)護方法時應(yīng)考慮不同伸縮裝置差異、破損特征、破損階段，采用不同的養(yǎng)護方法。

4.1 鋼制支承式伸縮裝置主要養(yǎng)護內(nèi)容

1）焊口開焊，出現(xiàn)某塊鋼板脫落，重新補焊焊牢；翹起變形，重新加固或局部更換；錨固螺栓松動引起鋼板松動，更換螺栓或補焊；

2）縫隙內(nèi)雜物應(yīng)及時清除，否則容易導致伸縮裝置失去伸縮功能；

3）橋梁伸縮縫頂層鋼板厚度不足，極易引起頂層鋼板在螺母處的剪切破壞，其養(yǎng)護方法為重新更換強度高的鋼板；

4）發(fā)現(xiàn)雜物、污水落入橋下，污染環(huán)境，腐蝕結(jié)構(gòu)等，屬于防水、排水機能不完善。原設(shè)計沒設(shè)置的，應(yīng)完善設(shè)置；設(shè)置已老化不起作用的，應(yīng)進行更換；設(shè)置完好的，應(yīng)及時清潔；

5）伸縮裝置兩側(cè)的水泥混凝土與主梁不成一體，結(jié)合不好，結(jié)合縫寬大時，及時灌彌，面層坑槽及時填補，坑槽較大時影響通車時，重新翻修，并考慮采用鋼纖維混凝土；

6）伸縮裝置兩側(cè)的平整度不能滿足要求時，應(yīng)及時維修找平，防治因車輛的沖擊導致鋼板、螺栓松動的病害產(chǎn)生。

4.2 鋼制支承式伸縮裝置各部件養(yǎng)護措施

鋼制支承式伸縮裝置各部件的損傷程度可分為無損壞、輕微損壞、一般損壞、明顯損壞及完全損壞五種。如無損壞，應(yīng)按養(yǎng)護規(guī)范要求對各部件定期進行檢查，其它損壞應(yīng)采取相應(yīng)的養(yǎng)護措施。當伸縮裝置損傷嚴重或按總體評估評定為四、五類時，應(yīng)對其進行更換。

1）高強混凝土：輕微損壞及一般損壞應(yīng)采取裂縫內(nèi)填入環(huán)氧樹脂或同類化學漿液的措施；明顯損壞及嚴重損壞應(yīng)采取部分封閉交通，局部鑿除進行補修，若鋼板底部混凝土破損嚴重應(yīng)做換縫處理；完全損壞應(yīng)采取半幅封閉交通、鑿除并重新澆注混凝土的措施；

2）橋面鋪裝：輕微損壞及一般損壞應(yīng)采取裂縫內(nèi)填入瀝青或其它粘合料的措施；明顯損壞及嚴重損壞應(yīng)采取局部切除補修的措施；完全損壞應(yīng)全部挖除破損范圍，重新攤鋪；

3）梳齒鋼板：輕微損壞應(yīng)加強觀測；一般損壞應(yīng)做除銹處理，及時清除縫內(nèi)垃圾；明顯損壞、嚴重損壞及完全損壞應(yīng)更換梳齒鋼板；

4）下墊鋼板：輕微損壞及一般損壞應(yīng)加強觀測；明顯損壞、嚴重損壞及完全損壞應(yīng)更換下墊鋼板；

5）錨固螺栓：輕微損壞及一般損壞應(yīng)加強觀測，及時修補缺失、斷裂的螺栓；明顯損壞、嚴重損壞及完全損壞應(yīng)拆除重修；

6）橡膠防水帶：輕微損壞、一般損壞及明顯損壞應(yīng)加強觀測，及時清除縫內(nèi)垃圾，并進行破損及裂縫封閉；嚴重損壞及完全損壞應(yīng)拆除重建；

7）錨固鋼筋：應(yīng)結(jié)合錨固混凝土的破損狀況進行相應(yīng)的維修處理。

[1]李揚海，程潮陽，鮑衛(wèi)剛，鄭學珍.公路橋梁伸縮裝置[M].北京：人民交通出版社，1999.

[2]趙煜，等.河南省橋梁伸縮裝置現(xiàn)狀調(diào)查及養(yǎng)護對策研究[R]，2005.