桥梁伸缩缝处跳车的成因和预防措施

王军汀　邢良军

摘要:本文针对桥梁伸缩缝处的跳车现象,介绍了其表现形式及危害,分析了其形成的原因,并提出了有效预防及处治措施,供大家参考。

关键词:桥头跳车;伸缩缝;桥梁

1 前言

随着我国公路建设的迅猛发展,不仅公路桥梁桥头跳车是一种十分常见通病,而且桥梁伸缩缝处跳车也是一种不容忽视的现象。所谓桥梁伸缩缝处跳车是指桥梁伸缩缝处由于高度差异、锚固段沉降和伸缩装置、变形损坏等原因,造成桥面出现显著的台阶式纵坡变化,导致车辆通过时产生跳跃和颠簸的现象。

桥梁伸缩装置处跳车除对行车安全和行车舒适性产生严重危害外,还由于跳车产生的水平和垂直冲击力对路面、路基和桥梁结构物产生进一步的损坏,降低公路使用功能,增加养护维修费用和管理难度,同时由于跳车的振动和冲击力对车辆产生不利反力,增加车辆机械磨损和轮胎磨损,增大油耗和运输成本,缩短车辆使用寿命。

解决伸缩缝处跳车问题虽已日益为工程界所重视,但遗憾的是至今仍无法彻底解决。因此,对桥梁伸缩缝处跳车产生的原因进行分析,提出防治措施和维修方法,对提高公路运输营运质量和降低工程造价与营运成本无疑具有重要的意义。

2 桥梁伸缩缝跳车的表现形式及危害

随着桥梁桥面连续的长度正在不断加长,因此对桥梁伸缩缝装置提出了越来越高的要求。为了满足桥梁在热胀冷缩等诸多因素影响情况下所产生的伸长量和缩短量有一个伸缩空间,必须预留缝,即伸缩缝。桥梁的运营实践证明,伸缩缝在运营中很容易损坏,有些甚至伸缩装置脱落而导致翻车事故,给正常的行车造成很大不便。同时,伸缩装置的制作及安装技术要求较高,给施工和养护造成了不少麻烦,而且造价亦较高。高速公路的基本要求之一就是要保证行车稳定、舒适,使车辆能平顺地通过伸缩缝,并防止雨水渗漏和垃圾泥土等的阻塞,其部件除要求有足够的强度外,还应与桥面铺装部分连接牢固。因此,有必要对桥梁伸缩缝处的跳车形成的原因进行分析,并对其病害提出处治措施,从而保证伸缩装置在运营中始终处于良好的工作状态。

3 桥梁伸缩缝跳车的原因分析

桥梁伸缩缝处跳车是指桥梁伸缩缝处出现了高低不同的臺阶,使行车产生了明显的颠簸不适。造成桥梁伸缩缝跳车的主要因素是桥梁伸缩缝发生病害或损坏,其形成的主要原因有以下几个方面:

3.1 设计不合理

设计时往往对梁的端部不能慎重考虑,在反复荷载作用下,梁端破损引起伸缩装置失灵。在伸缩缝选型时,往往对伸缩装置的性能了解不全面,忽视了对产品的相应技术要求,出现对伸缩量计算不准确或所选伸缩装置本身构造刚度和强度不满足要求等问题。另外,设计时还存在混凝土强度偏低、伸缩缝底部与梁板间锚固螺栓数量不足、设置不合理、缺少混凝土防收缩钢筋网及桥梁端部排水设施不完善等而造成的破坏。

3.2 施工质量差

施工单位对桥梁伸缩装置施工工艺要求重视程度不够,未能严格按照施工工艺标准和安装工序进行施工,造成伸缩装置损坏。施工方面的主要原因有以下几方面:

锚固件的锚固质量或锚固件的焊接质量不高,经不住高速重载车辆的冲击、振动,很快就松动或开焊弹起。

施工过程中,梁端伸缩缝间距没有按设计要求完成,人为地放大或缩小,定位角钢位置不正确,致使伸缩装置不能正常工作。

伸缩装置两侧混凝土与沥青混凝土桥面铺装层结合不好,碾压不密实,形成两张皮,在车辆荷载的反复冲击作用下,容易产生开裂、脱落,最终引起伸缩装置的损坏。

施工开槽时切缝不到位,造成沥青混凝土的啃边现象。

由于桥梁伸缩装置的安装在桥梁施工后期来完成,由于赶工期等原因,施工人员草率从事或由于施工队伍大部分撤场,放松了对桥梁伸缩装置的安装工艺的控制,甚至不按设计文件的要求施工造成质量隐患影响伸缩装置的使用。

3.3 养护不及时

正常的维修、养护是保证伸缩装置正常工作和延长使用寿命必不可少的重要环节,而此项工作往往被忽视。由于养护管理不善,伸缩装置出现的局部损坏维修不及时,桥面没有经常清扫,由过往车辆带来的泥砂、石屑等杂物将伸缩装置淤死,影响伸缩装置的伸缩功效,造成破坏加剧,严重者可导致整条伸缩缝破损。原有桥梁逐渐老化、桥面铺装层老化、接缝处桥面凹凸不平以及维修不充分等,均可引起伸缩装置破损。

3.4 交通流量影响

桥梁在营运过程中,交通量增大、重型车辆不断增多,车辆的冲击作用也明显变大,造成某些伸缩装置的部件破损、脱落、松动,有的甚至引起桥面破坏,严重影响行车安全。

4 桥梁伸缩缝跳车的预防和处治措施

4.1 合理选择伸缩缝装置

选用伸缩装置最主要的是伸缩装置本身的刚度和质量,理想的伸缩缝装置必须满足下列要求:

①满足结构梁与梁之间和梁与台之间的位移;②锚固构造必须牢固可靠、经久耐用,能够抵抗机械磨损和碰撞;③能够保证车辆行驶平稳、舒适;④能够防止雨水、垃圾和杂物等渗入;⑤安装方便、简单,易检查且便于养护操作。

目前我国公路建设中采用的伸缩装置类型较多,常见的有板式橡胶缝、齿口钢板伸缩缝及仿毛勒伸缩缝、美国万宝伸缩缝、德国毛勒伸缩缝以及弹塑体与碎石填充型无缝伸缩缝等。

4.2 严格安装伸缩装置

伸缩装置安装质量的好坏是影响使用效果和使用寿命的重要因素。

①伸缩装置的锚固宽度按50cm设置为宜。考虑到施工工艺的协调,桥台上宜采用背墙的宽度进行设置,这样既方便了桥面板、现浇混凝土铺装层的施工,也使伸缩装置的牢固性得到保证。②合理布设伸缩装置的锚固钢筋。在预制梁板的端部和背墙内预埋伸缩装置锚固钢筋是在2种不同情况下进行的。一般设计给定的都是对称于桥宽中心、在梁板端部设置预埋钢筋,则钢筋在每片梁板内的预埋位置都会不一样,给施工增加了难度,因此锚固钢筋应以对称于每片梁(板)的中心进行设置。施工中要确保锚固钢筋的锚固作用,仅在浇筑8-10cm厚的桥面板混凝土深度内进行设置是不可取的,这实际上没有让伸缩装置的定位角钢牢固地与梁板和背墙混凝土联结成整体,形成不牢固隐患,施工中必须认真对待。③确保伸缩装置定位角钢安装质量。伸缩装置的定位角钢一定要依据安装时测出的气温,计算伸缩缝的伸缩量并调整2块定位角钢之间的距离,同时按桥面高度将定位角钢焊接到预埋钢筋上,严格控制缝距。定位角钢附近的混凝土,在施工中振捣比较困难,死角和钢筋密集的部位,必须加强人工插捣。④伸缩缝施工应选用专业化队伍进行,派遣专职监理人员严格监理。伸缩缝安装应在桥面完成后再切缝、开槽、安装伸缩缝,其效果优于先安装伸缩缝再做桥面,并有利于消除跳车。

4.3 桥梁伸缩缝的修复措施

桥梁在营运过程中,由于伸缩缝装置损坏至一定程度即会引桥面跳车,因此对于损坏的伸缩缝装置应及时进行修复、更换,以免造成更大的损失。

伸缩缝构件局部维修、更换伸缩缝装置在损坏初期只是局部构件不能正常工作,虽对行车影响不大,但也应及时维修,更换个别已损坏的部件,以满足伸缝装置正常工作的要求。

伸缩缝装置修复更换。伸缩缝装置破损已引起桥面跳车,局部维修更换个别部件已不可能时,即应更换伸缩缝装置。根据我们对伸缩缝的要求,从当前可供使用的伸缩缝装置中科学地比较、选型,同时结合旧桥更换的特点,旧桥伸缩缝装置的类型、伸缩装置适用范围、以往的经验、使用的情况、伸缩缝装置损坏的程度以及施工条件能否阻车等多方面因素综合考虑,选出适合修复更换的伸缩缝装置进行修复更换。对伸缩量小于50mm的大、中桥推荐使用TST弹塑体与碎石填充型伸缩装置或西安SDII一80型伸缩装置,对特大桥推荐使用德国毛勒缝装置(在能阻车的前提下)。

修复更换伸缩缝装置的原则。修复更换伸缩缝装置应以经济合理为原则,即能利用的尽量利用,完全不能利用的彻底更换,以此达到我们修复更换的目的。桥梁伸缩缝处跳车现象出现后应及时采取补救措施,进行修复。保证公路畅通是我们的最终目的

结束语

总之,桥头及桥梁伸缩缝处跳车是一个比较复杂的问题,涉及到设计、施工、监理、管理、养护、运营等各个方面,是一个系统工程。首先应在设计中做到先进、合理并建立健全相应的技术标准,对施工方法、注意事项和质量提出明确的要求,同时加强监理工作的管理和增强监理工程师的责任心,减轻或消除桥头及桥梁伸缩缝跳车病害。否则将会给高速公路造成很大的后遗症,严重地影响高速公路的使用质量。