公路桥梁伸缩缝处跳车成因及防治措施

寇 利

[摘要] 本文介绍了桥梁伸缩缝处跳车的危害,分析了跳车的原因,提出了解决跳车的防治措施。

[关键词] 桥梁伸缩缝跳车成因防治措施

公路桥梁伸缩缝处跳车是常见的道路病害,它随着车辆的载重量增加及车速的提高,这个问题越来越突出。桥梁伸缩缝的作用在于调节由车辆荷载环境特征和桥梁建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移和上部结构之间的联结。桥梁伸缩缝装置是桥梁结构的一部分,如果设计不当、安装质量低劣、缺乏科学的管理和及时的养护,大部分桥梁会在桥梁伸缩缝处形成台阶,甚至引发交通事故,影响了公路桥梁的正常运营。桥梁伸缩跳车除对行车安全和行车舒适性产生严重危害外,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,增加车輛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。

一、产生跳车的原因分析

桥梁伸缩缝处跳车主要是因为伸缩缝已经产生病害或者已被损坏,其病害或损坏的原因一般有以下几种。

1、伸缩量计算不准确,没有考虑到伸缩装置安装时的实际温度对伸缩量的影响等,在伸缩装置本身不具备或很难具备调整初始位移量,以适应于安装温度对位移的要求时,选型不当是造成伸缩装置破坏的重要原因。

2、对伸缩装置施工工艺要求重视不够,由于赶工期等原因,未严格按施工工艺标准和安装程序进行施工。

3、预埋筋与锚固筋焊接质量差。

4、后浇筑砼或其他填料施工不密实,有蜂窝、空洞等,强度达不到设计要求,承受不住车辆荷载的强烈冲击。

5、伸缩装置两侧砼和沥青砼面层结合不好,碾压不到位、不密实,出现两张皮,极易产生剥离、脱落,从而造成伸缩缝破坏。

6、养生、维修、养护不到位。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。

7、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。

二、桥梁伸缩缝处跳车的防治措施

由于桥梁伸缩缝处发生跳车的原因多种多样,因此对跳车的治理和防治,必须从设计、施工、监理和养护等方面全方位进行。

1.重视对主梁梁端进行特殊设计。主梁端部要具有足够的强度和刚度,以满足通车营运过程中反复荷载的作用。并且在设计时采用恰当的伸缩间距,以保证伸缩装置的正常使用。

2.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。

3.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50 em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—10 cm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.认真进行锚固区混凝土的浇筑,是确保伸缩装置平整、顺畅的重要措施,也是通车营运后影响伸缩缝使用寿命至关重要的环节。桥面行车道混凝土铺装可同伸缩装置锚固区的混凝土同时进行浇筑。

5.加强伸缩缝的养护。伸缩装置在通车营运过程中必须加强养护,确保其正常工作和正常发挥伸缩功能。主要养护工作应按以下几点进行:

①做好桥面的清扫保洁工作,清除伸缩缝内的杂物(砂、石、硬物等),避免杂物存在,影响缝的自由变形及损坏伸缩缝。

②经常性的巡视、检查桥面,发现问题应及时解决,根据问题的严重程度进行维修、修补、局部更换部件直至全部更换。

③注意做好桥面铺装层的维修工作,发现桥面凹凸不平(大于5 mill时)特别是伸缩缝附近凹凸不平有损坏时,要及时修补。

④发现梁板端部破坏或填缝料表面剥落、开裂、下陷、老化等,应及时修补或更换。

⑤高等级的公路交通量大,行车速度快,不允许中断交通,维修时要做好交通管制工作,尽可能缩短维修时间,注意安全,保证维修质量。

三、桥梁伸缩缝处跳车的维修措施

桥梁在通车营运过程中,由于伸缩装置损坏至定程度即会引起桥面跳车,因此对于损坏的伸缩装置应及时进行修复、更换,以免造成更大的损失。

1.伸缩装置构件局部维修、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,以满足伸缩缝装置正常工作的要求。

2.伸缩装置修复更换。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。根据对伸缩缝的实际要求,从当前可供使用的伸缩装置中科学地比较、选型,同时结合旧桥伸缩装置更换的特点,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。

3.修复更换伸缩缝装置的原则。修复更换伸缩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,以此达到修复更换的目的。

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。

参考文献:

[1] 《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)

[2] 《公路桥梁伸缩装置》(JT/T327-2004)