橋梁伸縮縫處跳車的成因分析及防治措施

王 凱

(河北路橋集團(tuán)保通工程有限公司)

橋梁伸縮縫處跳車的成因分析及防治措施

王 凱

(河北路橋集團(tuán)保通工程有限公司)

摘 要:結(jié)合多年從事高速公路橋梁伸縮縫處跳車防治設(shè)計(jì)、施工實(shí)踐，對(duì)橋梁伸縮裝置損壞的成因進(jìn)行分析，并提出防治橋梁伸縮縫處跳車的基本措施。

關(guān)鍵詞:橋梁伸縮縫;跳車;成因分析;措施

1 橋梁伸縮裝置損壞的成因分析

我國(guó)高速公路橋梁主要采用的伸縮裝置有板式橡膠、鋅鐵皮、毛勒型鋼、TsT彈性體等伸縮縫。在參與建設(shè)的高速公路橋梁建設(shè)收尾工程勘查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)大部分的中、小橋大多數(shù)是采用板式橡膠或鋅鐵皮伸縮裝置，損壞比較嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在混凝土破壞，繼而錨固系統(tǒng)破壞 ，最后整個(gè)伸縮裝置破壞而無(wú)法使用。而在滄州至黃驊高速公路的大、中小橋上主要采用的是毛勒型鋼及TST彈性體伸縮裝置。由于其結(jié)構(gòu)形式和錨固形式大大改進(jìn)，其合理性大大增強(qiáng)，相對(duì)于板式橡膠或鋅鐵皮伸縮裝置而言，先進(jìn)、可靠 ，通過(guò)勘查發(fā)現(xiàn)損壞的現(xiàn)象不多。橋梁伸縮裝置由于設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位，直接承受車輛荷載的反復(fù)作用，又多暴露于大自然中，容易受到各種自然因素的影響，因此，易損壞，難修補(bǔ)。伸縮裝置產(chǎn)生破損的原因主要有以下幾方面。

1.1 設(shè)計(jì)不周

設(shè)計(jì)時(shí)梁端部未能慎重考慮在反復(fù)荷載作用下，梁端破損引起伸縮裝置失靈。在伸縮縫設(shè)計(jì)過(guò)程中將伸縮裝置的錨固件置于橋面鋪裝中，與主梁(板)連接的部分很少，易造成開焊、脫落，導(dǎo)致混凝土粘結(jié)力失效。伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確，沒(méi)有考慮到伸縮裝置安裝時(shí)的實(shí)際溫度對(duì)伸縮裝置的影響，忽視了產(chǎn)品的相應(yīng)技術(shù)要求。另外 ，有時(shí)變形量計(jì)算不恰當(dāng)，采用了過(guò)大的伸縮間距導(dǎo)致伸縮裝置破損。設(shè)計(jì)上未對(duì)伸縮裝置兩側(cè)的后澆混凝土和鋪裝層在材料選擇、配合比、密實(shí)度和強(qiáng)度等方面提出嚴(yán)格要求或規(guī)定。

1.2 施工不當(dāng)

對(duì)橋梁伸縮裝置施工工藝要求重視程度不夠，未能嚴(yán)格按照施工工藝標(biāo)準(zhǔn)和安裝工序進(jìn)行施工。施工過(guò)程中，梁端伸縮縫間距沒(méi)有按設(shè)計(jì)要求完成，人為地放大或縮小 ，定位角鋼位置不正確 ，致使伸縮裝置不能正常工作。錨固件焊接質(zhì)量不能保證 ，只注意表面，忽視了內(nèi)部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。施工時(shí)伸縮裝置的錨固鋼筋焊接不夠牢固，或產(chǎn)生遺漏預(yù)埋錨固鋼筋的現(xiàn)象 ，給伸縮縫本身造成隱患。施工時(shí)伸縮裝置安裝不好，后澆混凝土澆筑不密實(shí)，達(dá)不到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求，使用過(guò)程中，在反復(fù)荷載作用下致使伸縮縫損壞。伸縮裝置安裝是橋梁施工的最后幾道工序之一，為了趕竣工通車，施工人員未嚴(yán)格按安裝程序及有關(guān)操作要求施工 ，或伸縮裝置安裝后混凝土沒(méi)有達(dá)到強(qiáng)度就提前開放交通，致使過(guò)渡段的錨固混凝土產(chǎn)生早期損壞，從而導(dǎo)致伸縮裝置過(guò)早破損。

1.3 伸縮裝置自身問(wèn)題

伸縮裝置本身的構(gòu)造剛度及錨固的構(gòu)件強(qiáng)度不足.錨固系統(tǒng)不盡合理，錨固混凝土太薄，強(qiáng)度很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求 ，在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生不同程度的破壞。

1.4 連續(xù)縫設(shè)置不夠完善

為了減少橋梁伸縮縫，采用簡(jiǎn)支連續(xù)梁結(jié)構(gòu)并設(shè)置連續(xù)縫，目前連續(xù)縫的設(shè)置不夠完善，致使連續(xù)縫破損而產(chǎn)生橋面跳車。橋面連續(xù)縫處，變形假縫的寬度和深度設(shè)置不夠規(guī)范、統(tǒng)一，也不同程度地影響連續(xù)縫的正常工作。

1.5 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

橋梁在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，落在伸縮裝置內(nèi)的砂土雜物未能及時(shí)清掃，導(dǎo)致伸縮裝置逐漸破損。原有橋梁逐漸老化、橋面鋪裝層老化、接縫處橋面凹凸不平以及維修不充分等 ，均可引起伸縮裝置破損。

1.6 交通流量影響

橋梁在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，交通量增大、重型車輛不斷增多，車輛的沖擊作用也明顯變大，造成某些伸縮裝置的部件破損、脫落、松動(dòng)，有的甚至引起橋面破壞，嚴(yán)重影響行車安全。

2 防治橋梁伸縮縫處跳車的措施

2.1 設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

設(shè)計(jì)時(shí)考慮梁端部足夠的剛度，以滿足營(yíng)運(yùn)過(guò)程中反復(fù)荷載的作用，以及適當(dāng)?shù)纳炜s間距，以保證伸縮裝置的正常營(yíng)運(yùn)使用。改進(jìn)橋面設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)支梁采用連續(xù)橋面，減少橋面伸縮縫數(shù)量。由于伸縮裝置所處部位和環(huán)境影響，應(yīng)選用簡(jiǎn)單且易于施工、維修的構(gòu)造。

2.2 施工主要措施

伸縮裝置按照實(shí)際溫度調(diào)整設(shè)計(jì)，并且在施工現(xiàn)場(chǎng)作出修正方可施工。橋面行車道混凝土鋪裝應(yīng)該同伸縮裝置錨固區(qū)的混凝土同時(shí)進(jìn)行澆筑 ，不允許在該部位及整個(gè)橋面上留有施工縫。為進(jìn)行全面維修 ，要做好各施工階段記錄的整理建檔工作。

2.3 合理選用伸縮縫裝置

(1)上部結(jié)構(gòu)梁與梁及梁與臺(tái)之間的位移。

(2)錨固牢固可靠、經(jīng)久耐用，能夠抵抗機(jī)械磨損、碰撞。

(3)車輛行駛平穩(wěn) 、舒適。(4)能防止雨水和垃圾滲入。

(5)安裝方便、簡(jiǎn)單，易檢查和便于養(yǎng)護(hù)。

根據(jù)上述要求，在河北省滄州至黃驊的高速公路工程中大、中、小橋伸縮裝置處治中主要選用了毛勒型鋼伸縮裝置。

2.4 伸縮裝置的安裝

(1)伸縮裝置的錨固寬度

按規(guī)范要求并考慮施工工藝的協(xié)調(diào)，伸縮裝置的錨固寬度以50 cm為宜，橋臺(tái)上宜采用背墻的寬度進(jìn)行設(shè)置，既方便橋面板、現(xiàn)澆混凝土鋪裝層的施工，也能保障伸縮裝置的穩(wěn)定性。

(2)伸縮裝置的錨固鋼筋

在預(yù)制梁(板)的端部和背墻內(nèi)預(yù)埋伸縮裝置，錨固鋼筋按兩種情況設(shè)置。一般設(shè)計(jì)給定的都是對(duì)稱于橋?qū)捴行?、在?板)端部設(shè)置預(yù)埋鋼筋這樣鋼筋在每片梁(板)內(nèi)的預(yù)埋位置都會(huì)不一樣，給施工增加了難度。因此 ，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮錨固鋼筋以對(duì)稱于每片梁(板)的中心進(jìn)行設(shè)置為宜。施工中要保證錨固鋼筋的作用。

(3)伸縮裝置的定位角鋼

伸縮裝置的定位角鋼一定要依據(jù)安裝時(shí)測(cè)的氣溫，計(jì)算伸縮縫的伸縮量來(lái)調(diào)整2塊定位鋼之間的距離，并按橋面高度將定位角鋼焊接

2.5 錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于伸縮裝置設(shè)在橋面板端部，這是橋梁結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，因此必須充分考慮錨 固系統(tǒng)的剛度，將伸縮裝置可靠地錨于梁體內(nèi)，保證伸縮裝置承受荷載時(shí)能將荷載有效地傳遞給混凝土梁。故除對(duì)中梁剛度充分考慮外，對(duì)邊梁可采取下緣焊接錨固板和錨固鋼筋，以增加抗彎和抗扭剛度。預(yù)埋鋼筋上，以嚴(yán)格控制縫距。

2.6 連續(xù)縫的設(shè)置

從設(shè)計(jì)上改進(jìn)連續(xù)縫的設(shè)置。連續(xù)縫的寬度按橋的設(shè)計(jì)跨徑和梁(板)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度差值進(jìn)行設(shè)置。橋面連續(xù)縫處，變形假縫的寬度和深度必須規(guī)范、統(tǒng)一，縫的寬度和深度宜按0.5 cm×2.5 cm的鋸縫進(jìn)行設(shè)置，這樣便于施工。

2.7 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

伸縮裝置在營(yíng)運(yùn)中要有計(jì)劃、有組織地檢查，注意早期小范圍的修補(bǔ)，以保證其正常工作。由于設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等相關(guān)部門的重視和共同努力，河北省滄州至黃驊的高速公路工程中治理橋梁伸縮縫處跳車效果良好，為同類大、中、小橋損壞的伸縮裝置處治積累了較成功的經(jīng)驗(yàn)。

中圖分類號(hào):U445.7

C

1008-3383(2011)06-0168-01

收稿日期:2011-02-22