橋梁伸縮縫的病害分析與維修養(yǎng)護(hù)

翁麗花

(莆田市公路局涵江分局,福建 莆田 351100)

1 橋梁伸縮縫病害類型及成因分析

1.1 橋梁伸縮縫病害類型

(1)伸縮縫槽口堵塞；(2)橡膠止水帶破損開裂；(3)兩側(cè)后澆帶混凝土破損開裂；(4)型鋼斷裂或扭曲、撓曲變形或脫落。

1.2 成因分析

(1)橡膠條機(jī)械損傷與自然老化

伸縮縫槽口中土石、泥沙等堵塞通常是由于車輛“滴灑漏”以及日常養(yǎng)護(hù)清理不及時(shí)或不到位造成。伸縮縫槽口長期被碎石、雜物堵塞，以及清理方式不當(dāng)極易引起橡膠止水帶機(jī)械損傷。

橡膠止水帶本身為易損構(gòu)件，在長期日曬雨淋作用下,橡膠的性能發(fā)生改變,易出現(xiàn)老化開裂。

(2)設(shè)計(jì)缺陷

由于設(shè)計(jì)未能充分考慮極端天氣等因素，導(dǎo)致止水帶寬度未達(dá)到伸縮量需求，在橋梁拉伸收縮作用下止水帶破損開裂。

由于設(shè)計(jì)缺陷，梁端部翼板加厚不夠，伸縮縫預(yù)留槽尺寸不足，錨固件埋置過淺，錨固區(qū)混凝土太薄，或錨固件本身強(qiáng)度不足，導(dǎo)致伸縮縫破壞。

(3)施工處理技術(shù)不當(dāng)

預(yù)埋筋數(shù)量及位置未按設(shè)計(jì)圖紙施工，導(dǎo)致預(yù)埋筋數(shù)量過少，與伸縮縫錨固連接不可靠，在車輪的反復(fù)沖擊作用下，造成混凝土脫落。

施工工藝不滿足要求，伸縮縫錨區(qū)連接鋼筋焊接不牢，在重載車輛沖擊作用下，型鋼錨固件與預(yù)埋筋的焊點(diǎn)開焊，出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)致混凝土破碎。

施工中混凝土原材或配合比不滿足設(shè)計(jì)要求，鋼纖維用量不足或拌和不均，振搗不到位，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，造成混凝土質(zhì)量及強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致后澆帶混凝土開裂破損。

由于安裝施工不當(dāng)，導(dǎo)致梁端間隙相比伸縮縫安裝寬度過大，造成伸縮縫兩側(cè)型鋼下的混凝土受力不均，產(chǎn)生劈裂折斷，從而使型鋼與預(yù)埋連接鋼筋、錨固混凝土脫離，型鋼產(chǎn)生錯(cuò)位、翹起、變形。

(4)使用磨損與疲勞破壞

伸縮縫頂面與兩側(cè)路面不平順，導(dǎo)致行車過程中產(chǎn)生跳車，使伸縮裝置的受力狀態(tài)發(fā)生改變，加劇了伸縮縫型鋼變形和混凝土破損。

在重交通量及超限荷載反復(fù)作用下伸縮裝置型鋼產(chǎn)生疲勞損壞，并出現(xiàn)型鋼斷裂。

1.3 病害的負(fù)面影響

(1)伸縮縫槽口堵塞，使得伸縮縫不能正常發(fā)揮作用。

(2)止水帶破損開裂，失去緩沖作用，使車輛對梁體產(chǎn)生沖擊影響。止水帶破損后路面垃圾掉入梁端間隙，使梁體無法自由伸縮，必將擠壓梁端頭或臺(tái)背。且路面水會(huì)沿縫灌入橋臺(tái)、橋墩，引起支座早期破壞，墩臺(tái)混凝土水侵蝕、鋼筋銹脹，造成環(huán)境污染等。

(3)后澆帶混凝土破損開裂，使得車輛通過時(shí)加大對主梁沖擊，跳車明顯，影響行車舒適性，且容易造成上部結(jié)構(gòu)其他病害。

(4)伸縮裝置型鋼斷裂上翹，易引發(fā)車輛發(fā)生爆胎，造成安全事故。

2 橋梁伸縮縫維修技術(shù)

2.1 清理伸縮縫槽口垃圾

對于伸縮縫垃圾堵塞這類不涉及構(gòu)件損傷的病害，只需在日常養(yǎng)護(hù)中，經(jīng)常性檢查經(jīng)常性清理即可。

2.2 更換伸縮縫橡膠條

對于伸縮縫密封橡膠條老化、開裂、脫落等病害，可采用局部或全部更換橡膠條的方式進(jìn)行處治，以提高整治效率并節(jié)約成本。具體工藝是：先利用氧焊槍對損壞的橡膠條進(jìn)行高溫加熱處理，使橡膠條與橋梁伸縮縫鋼梁自行脫離，然后將損壞的橡膠條抽出，再對橋梁伸縮縫鋼梁內(nèi)的垃圾雜物及殘留的橡膠條進(jìn)行清理，最后安裝新的橡膠條。

2.3 修復(fù)錨固區(qū)混凝土

對于錨固區(qū)混凝土破損病害，在開裂初期應(yīng)及時(shí)注膠灌縫，開裂破碎嚴(yán)重時(shí)，要鑿除破損混凝土，檢查錨固區(qū)連接鋼筋是否開焊，如有開焊應(yīng)重焊后，再重新澆筑錨區(qū)混凝土。

2.4 整體更換伸縮裝置

(1)施工準(zhǔn)備

伸縮縫維修過程中大都不中斷交通，通常采用半邊封閉半邊通車的方式施工,并設(shè)有施工標(biāo)志牌，限速標(biāo)志、導(dǎo)向標(biāo)志、安全錐等安全警示標(biāo)志。

(2)原結(jié)構(gòu)拆除

根據(jù)設(shè)計(jì)槽口的尺寸，核查原伸縮裝置混凝土保護(hù)帶的寬度，作好標(biāo)記，以便切割。切縫應(yīng)保持順直、整齊，切縫深度必須嚴(yán)格控制，不得切入梁體，傷害梁體內(nèi)鋼筋。槽口內(nèi)的混凝土采用風(fēng)鎬人工鑿除，避免損傷舊梁板砼和結(jié)構(gòu)鋼筋。開鑿?fù)瓿珊髴?yīng)對新舊銜接面進(jìn)行鑿毛處理，然后用高壓空氣或高壓水流清理槽口內(nèi)內(nèi)浮塵和雜物。使用氣割設(shè)備拆除舊伸縮縫與梁體預(yù)埋筋的連接，吊出施工現(xiàn)場，氣割時(shí)避免割斷梁體結(jié)構(gòu)鋼筋。

(3)預(yù)埋鋼筋校正

伸縮縫安裝前要根據(jù)其錨環(huán)位置對原預(yù)埋鋼筋進(jìn)行校正，兩者位置不相符時(shí)要采用輔助鋼筋進(jìn)行加固連接。若原預(yù)埋鋼筋損壞或預(yù)埋鋼筋與新安裝伸縮縫的錨環(huán)位置不一致，且無法校正時(shí)，則需要根據(jù)到場的伸縮縫錨環(huán)位置放樣進(jìn)行植筋。植筋孔徑應(yīng)比植筋直徑大2～4 mm，植筋孔深按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，植筋前應(yīng)清理干凈植筋孔，植筋膠由孔底灌注至孔深2/3處，待插入錨筋后，植筋膠即充滿整個(gè)孔洞。鋼筋使用前應(yīng)將表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈。

(4)安裝伸縮縫

伸縮裝置應(yīng)在工廠進(jìn)行組裝，出廠時(shí)必須附有效的產(chǎn)品質(zhì)量合格證明文件。伸縮縫進(jìn)場前應(yīng)檢測其順直度、各部分鋼筋尺寸及焊接位置、焊接質(zhì)量等。鋼構(gòu)件外觀應(yīng)光潔、平整，不得扭曲變形，且應(yīng)進(jìn)行有效的防腐處理。

(5)鋼筋綁扎和混凝土澆筑

伸縮縫安裝檢查合格后，綁扎后澆帶鋼筋，通長鋼筋穿在錨環(huán)內(nèi)和植筋或原預(yù)埋鋼筋綁扎，在錨環(huán)上方鋪設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)，并根據(jù)橋面標(biāo)高定位、焊接固定，確保鋼筋保護(hù)層厚度滿足要求，否則后澆帶混凝土易出現(xiàn)早期裂縫。

用泡沫塑料板將梁端及伸縮縫間隙處填實(shí)，槽口兩邊緣處用模板封堵。要求采用C50快干、微膨脹鋼纖維混凝土，具有較高的流動(dòng)性，較強(qiáng)的粘結(jié)能力，良好的親水性、防滲透性、耐腐蝕、耐磨耗、耐久性和抗沖擊能力。澆筑混凝土前做好混凝土配合比試驗(yàn)，選擇合適的外加劑，盡可能調(diào)配制出滿足設(shè)計(jì)要求的混凝土材料?；炷翝仓皠?wù)必吹、洗凈預(yù)留槽內(nèi)掉落物，保證橋梁結(jié)構(gòu)能自由伸縮和后澆帶混凝土質(zhì)量。為保證新舊混凝土銜接良好，澆筑前涂刷新舊混凝土界面結(jié)合膠，觸及“指干”時(shí)澆筑混凝土?；炷翝仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，振搗密實(shí)后，對混凝土進(jìn)行抹面，收光，并將混凝土面控制在比原橋面(路面)略低1～2 mm，過高或過低都會(huì)造成跳車現(xiàn)象。

在混凝土初凝前對混凝土進(jìn)行再次抹面，收光，混凝土初凝后對表面進(jìn)行刷毛，然后及時(shí)在其表面灑水并覆蓋麻袋或土工布進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生期間禁止車輛通行，對相鄰半幅通行車輛進(jìn)行限速、限載，減小汽車對新澆筑砼的擾動(dòng)。

(6)安裝橡膠條

養(yǎng)護(hù)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后安裝密封橡膠條，安裝前應(yīng)清除縫內(nèi)的泡沫塑料板，以免雜物夾塞，影響梁體自由伸縮。先將鋼梁兩側(cè)凹槽擦洗干凈并涂抹潤滑油，然后整平橡膠密封帶，放置于型鋼縫隙中，再利用專用工具將橡膠密封帶嵌入型鋼凹槽完成封閉。安裝過程中注意保護(hù)好橡膠條，不得造成橡膠條的開裂、破孔等病害。

養(yǎng)生結(jié)束后，經(jīng)檢驗(yàn)合格的伸縮縫，可解除交通封閉，恢復(fù)通車。

3 養(yǎng)護(hù)措施

(1)聯(lián)合交通執(zhí)法、城市管理等部門全面查處車輛違規(guī)超載、輪胎帶泥上路、滴灑拋漏等行為，遏制路面污染源頭；大力整治貨車超限超載以及超速等嚴(yán)重交通違法行為，特別是加強(qiáng)夜間車輛行車管理，從源頭上降低橋梁伸縮裝置破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)保持泄水孔通暢，以保證橋面積水及時(shí)排除，減少污水對伸縮縫橡膠條的腐蝕。

(3)及時(shí)清理伸縮縫中的碎石、泥沙等雜物，必要時(shí)采用高壓水槍進(jìn)行沖洗，禁止采用鐵杵、刀片等尖銳的工具進(jìn)行清理，防止人為損傷伸縮縫橡膠條。

(4)及時(shí)處治橋頭跳車、橋面坑槽等病害，減小車輛沖擊作用，減輕型鋼變形、彎折或斷裂的危害。

(5)及時(shí)修補(bǔ)瀝青橋面鋪裝的裂縫、坑槽，減少橋面滲水，必要時(shí)在下坡路段伸縮縫的上側(cè)橫向設(shè)置集水管槽以收集橋面下滲的水。

(6)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處治伸縮縫的早期、細(xì)微病害，避免引起更深層次的結(jié)構(gòu)破壞，使后期養(yǎng)護(hù)中擴(kuò)大維修規(guī)模、增加維修成本和難度。

4 結(jié) 語

伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，其性能好壞直接影響廣大群眾的行車舒適性及安全性，甚至影響橋梁使用壽命。做好伸縮縫的日常養(yǎng)護(hù)及維修工作，避免伸縮縫病害進(jìn)一步向縱深發(fā)展，引起梁體結(jié)構(gòu)損傷，把橋梁病害控制在萌芽狀態(tài)，有利于縮減養(yǎng)護(hù)成本，提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。