橋梁伸縮縫病害與施工質(zhì)量控制分析

(重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400074)

橋梁伸縮縫病害與施工質(zhì)量控制分析

林永武

(重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400074)

橋梁伸縮縫的病害影響行車(chē)舒適性，但是經(jīng)常得不到重視。目前的伸縮縫構(gòu)造類型眾多，各有優(yōu)缺點(diǎn)。本文通過(guò)分析伸縮縫出現(xiàn)病害的原因，總結(jié)出伸縮縫施工質(zhì)量控制措施，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)人員帶來(lái)一定啟發(fā)。

伸縮縫；病害；施工質(zhì)量；控制措施

0 引言

橋梁伸縮縫是橋梁的重要構(gòu)造之一，起到滿足橋梁在各種因素下的變形和汽車(chē)行駛的平順作用。伸縮縫施工是橋梁施工的最后一道工序，往往得不到施工人員的重視。施工人員經(jīng)常未等伸縮縫的養(yǎng)生達(dá)到規(guī)范所要求的期限就早早放行，造成了伸縮縫過(guò)早地出現(xiàn)病害。由于混凝土的收縮徐變、墩臺(tái)的不均勻沉降或者粱體溫度變化等原因，均會(huì)使伸縮縫處的混凝土開(kāi)裂或形成一定高度的小臺(tái)階。這會(huì)引起車(chē)輛在伸縮縫處發(fā)生跳動(dòng)，輕則損壞道路設(shè)施，重則發(fā)生交通安全事故。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多專家學(xué)者都在致力于研究如何防止橋梁過(guò)早出現(xiàn)病害的措施和方法。國(guó)內(nèi)的橋梁數(shù)量越來(lái)越多，但是質(zhì)量是參差不齊，其中橋梁伸縮縫的問(wèn)題尤為突出。剛建成的高速公路車(chē)流量非常大，特別是有很多超載的重型車(chē)輛，橋梁伸縮縫一旦損壞必將引起交通堵塞，所以對(duì)于預(yù)防伸縮縫出現(xiàn)病害非常重要。

1 伸縮縫的類型

我們國(guó)家的橋梁建設(shè)中使用的伸縮縫類型較多，根據(jù)伸縮縫的傳力方式和構(gòu)造類型來(lái)分，伸縮縫可以分成以下五大類。

1.1 鋼制支承式伸縮縫

鋼制支承式伸縮縫多用于混凝土橋和鋼橋，材質(zhì)多為鋼材，其上直接承受車(chē)輪荷載。該種伸縮縫裝置目前種類眾多，能滿足不同橋梁尺寸的要求。鋼梳形板伸縮縫就是比較典型而且常見(jiàn)的一種鋼制支承式伸縮縫，其構(gòu)造特點(diǎn)是左右橋面板伸出空隙部分通過(guò)層面板之間的齒形互相咬合成懸架。鋼制型伸縮縫的缺點(diǎn)是由于剛性堅(jiān)硬的表面對(duì)高速行車(chē)不利，容易造成車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生跳動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至損害車(chē)輛，而且密封性不良。

1.2 對(duì)接式伸縮縫

目前比較常用的對(duì)接式伸縮裝置有兩種，一種是填塞型，另外一種為嵌固型。填塞型伸縮縫裝置的特點(diǎn)是時(shí)刻處于受壓狀態(tài)，其由瀝青、棉絮等物填塞在其中既可以承受車(chē)輪荷載又可以滿足橋梁由于溫差等原因的伸縮變形。該類伸縮縫在變形量小于40mm的橋梁中常被使用，但是現(xiàn)在越來(lái)越少被應(yīng)用到新建的橋梁上。嵌固式伸縮縫裝置是把橡膠條嵌固在橋粱與橋臺(tái)的兩端，可以處于受壓或者受拉狀態(tài)。

1.3 模數(shù)支承式伸縮縫

我國(guó)高速公路和高架橋梁近年來(lái)的高速發(fā)展需要大位移量和結(jié)構(gòu)更加合理的伸縮縫裝置；橡膠類伸縮縫裝置位移量小，而鋼制伸縮縫裝置又存在密封性不良等缺點(diǎn)。在此情況下，出現(xiàn)了密封性更好，位移量更大，而且能夠吸震的模數(shù)支承式伸縮縫。模數(shù)支承式伸縮縫的特點(diǎn)是嵌固于邊粱鋼和中粱鋼的V型橡膠條可以達(dá)到很好的密封性。目前國(guó)內(nèi)較為普遍的模數(shù)式橡膠伸縮裝置的伸縮范圍可達(dá)80—1040mm。

1.4 無(wú)縫式伸縮縫

在橋梁端部縫隙間填入彈性材料和防水材料，然后在上面鋪筑鋪裝層，讓縫隙處的鋪裝材料和其它鋪裝連接成整體，這種依靠鋪裝材料來(lái)抵抗伸縮的裝置叫做無(wú)縫式伸縮縫。這種伸縮縫有利于冬天鏟雪車(chē)作業(yè)不容易破壞伸縮縫裝置。汽車(chē)經(jīng)過(guò)橋梁時(shí)由于無(wú)縫銜接的伸縮縫而不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，有利于行車(chē)舒適性。下雨天的鋪裝橋面由于連續(xù)的鋪裝層而不會(huì)產(chǎn)生漏水密封性問(wèn)題，同時(shí)減少雨水對(duì)橋梁的侵蝕影響。

1.5 組合剪切式橡膠伸縮縫

組合剪切式橡膠伸縮縫被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的橋梁工程中，其構(gòu)造特點(diǎn)是利用不同截面形狀的橡膠互相嵌固在橋梁的梁端，橡膠的彈性材料特性讓其特別容易粘合在一起，同時(shí)具備一定的防水性能。該類伸縮縫在承受車(chē)輪荷載的同時(shí)有一定的豎向支承作用，因而使得行車(chē)平穩(wěn)，而且伸縮量也非常大，國(guó)外的該類產(chǎn)品最大伸縮能力已經(jīng)達(dá)到300mm左右。

2 伸縮縫常見(jiàn)病害及成因

橋梁伸縮縫長(zhǎng)期受到雨水的腐蝕作用，加上構(gòu)造單薄，經(jīng)常受到荷載的橫向和縱向沖擊，所以伸縮縫極其容易破壞，損害后修復(fù)困難。

2.1 設(shè)計(jì)的原因

橋梁的梁端由于剛度不足，在垂直和豎向荷載的反復(fù)沖擊下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)變形，甚至破壞。在設(shè)計(jì)橋梁伸縮縫時(shí)設(shè)計(jì)人員沒(méi)有考慮到橋梁的梁端在反復(fù)的汽車(chē)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生破損進(jìn)而導(dǎo)致伸縮縫失效的情況。由于對(duì)伸縮量的計(jì)算錯(cuò)誤，沒(méi)有考慮溫度變化對(duì)伸縮縫的實(shí)際影響，無(wú)法調(diào)整伸縮縫的初始位移量，導(dǎo)致伸縮縫因過(guò)小的伸縮間距而遭到破壞。

2.2 施工的原因

在施工過(guò)程施工人員由于沒(méi)有實(shí)際掌握伸縮縫裝置的安裝工藝流程和標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有按照規(guī)范的步驟安裝而導(dǎo)致伸縮縫不能正常工作或使用一段時(shí)間后失效。在鋪裝時(shí)，由于伸縮縫材料和橋面鋪裝的混凝土或?yàn)r青層存在粘聚力小和碾壓不足問(wèn)題，容易導(dǎo)致開(kāi)裂和脫落現(xiàn)象，使伸縮縫的作用受損；橋端和伸縮縫的交接屬于剛?cè)嵯嘟?，在外力作用下?jīng)常會(huì)形成高差很小的臺(tái)階，但是也會(huì)導(dǎo)致伸縮縫損壞；伸縮縫的填充材料由于碾壓不密實(shí)，出現(xiàn)空洞和蜂窩等缺陷，強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因而伸縮縫難以承受荷載的沖擊而損壞。施工人員有時(shí)在過(guò)渡混凝土強(qiáng)度達(dá)不到養(yǎng)生要求而過(guò)早開(kāi)放交通，導(dǎo)致過(guò)渡混凝土存在缺陷，使伸縮縫在營(yíng)運(yùn)階段性能不佳。由于橋梁伸縮縫是在橋梁主體結(jié)構(gòu)完成后才開(kāi)始安裝，屬于最后的工序之一，因此往往被施工人員忽視伸縮縫的施工質(zhì)量，如錨固鋼筋焊接質(zhì)量不佳和遺漏預(yù)埋鋼筋，定位角鋼位置誤差，導(dǎo)致伸縮縫存在施工缺陷。

2.3 養(yǎng)護(hù)及外界原因

養(yǎng)護(hù)人員沒(méi)有重視伸縮縫的養(yǎng)護(hù)工作，沒(méi)有及時(shí)的清理掉進(jìn)伸縮縫里面的雜物，導(dǎo)致伸縮縫的伸縮量變小，不能滿足橋梁由于外界因素引起冷縮熱漲的伸縮量?，F(xiàn)在，隨著國(guó)家高速公路網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，原來(lái)越多的重載運(yùn)輸車(chē)輛在高速公路上跑，伸縮縫裝置在超載的汽車(chē)荷載沖擊下，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重變形而損害。

3 施工質(zhì)量控制措施

伸縮縫施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有以下幾步。

一是放樣切割。在攤鋪填充料時(shí)，確保平整度，進(jìn)行反槽開(kāi)挖。平整度檢查不合格則進(jìn)行切割面加寬。用土工布進(jìn)行防護(hù)，防止污染作業(yè)路面。

二是開(kāi)挖清縫、槽口處理。清理切割產(chǎn)生的混凝土碎塊和鋼筋，并用風(fēng)鎬把細(xì)小雜物吹干凈。然后對(duì)梁端混凝土進(jìn)行鑿毛，用水槍把灰塵沖洗干凈。

三是安裝定位。在安裝伸縮縫時(shí)定位角鋼的位置非常重要，把校驗(yàn)伸縮縫平整度的型鋼平整度控制在2mm以內(nèi)，型鋼順直度控制在2mm以內(nèi)，型鋼和橋梁頂面的高差控制在3mm以內(nèi)。其次，采用焊接法將型鋼定位。焊接時(shí)宜將伸縮縫頂面先焊接，然后焊接側(cè)面，已達(dá)到固定作用，確保安裝位置準(zhǔn)確，最后安裝底面。焊接完成后要把伸縮縫槽內(nèi)的焊渣等雜物清掃干凈或沖洗干凈。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的交通事業(yè)正在高速發(fā)展，伸縮縫施工質(zhì)量是橋梁工程施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，影響著橋梁以后的營(yíng)運(yùn)環(huán)境好壞。因此，希望伸縮縫的病害能越來(lái)越受到從業(yè)人員的重視。

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