公路桥梁伸缩装置早期损坏原因分析、预防措施及施工建议

　　摘要：桥梁伸缩装置引起了越来越多人的高度重视，在设计和施工中采取了多种措施，如布设足够的钢筋网、加强焊接质量、采用高性能混凝土等，同时在施工中将伸缩缝工程作为重要项目进行单独管理，由专职监理人员对施工质量进行全过程监督。但尽管如此，近年来，已通车的高速公路还是在伸缩装置部位发生了不同程度的损坏。由于交通量大、车速快，维修过程存在较大安全隐患，维修施工操作非常困难，且维修成本很大。文章结合多年施工经验，就公路桥梁伸缩缝装置出现的早期损坏成因进行分析，提出一些防治措施，就公路桥梁伸缩装置的施工提出具体建议。
　　关键词：公路桥梁伸缩缝装置 损坏成因 防治措施 施工建议
　　中图分类号:F280 文献标识码:A
　　文章编号:1004-4914（2012）10-294-02
　　随着我国综合国力的提高，以高速公路为代表的高等级公路雨后春笋般的出现，交通量的增长、行车速度的提高，轴重越来越大，人们对公路行车舒适性、安全性及桥梁使用寿命等要求也越来越高，而伸缩装置长期暴露在大气中，使用环境恶劣，是桥梁中最易破坏的部位。因此桥梁伸缩装置引起了越来越多人的高度重视，在设计和施工中采取了多种措施，如布设足够的钢筋网、加强焊接质量、采用高性能混凝土等，同时在施工中将伸缩缝工程作为重要项目进行单独管理，由专职监理人员对施工质量进行全过程监督。但尽管如此，近年来，已通车的高速公路还是在伸缩装置部位发生了不同程度的损坏。由于交通量大、车速快，维修过程存在较大安全隐患，维修施工操作非常困难，且维修成本很大。结合多年施工经验，就桥梁伸缩缝装置出现的早期病害成因进行分析，并提出一些防治措施。
　　一、伸缩缝早期损坏原因分析
　　1.伸缩装置混凝土破裂损坏。为了提高伸缩装置的有效性及耐久性，现行高速公路桥梁伸缩装置预留槽两侧混凝土设计强度都要求达到C50。通过对桥梁伸缩装置混凝土破裂损坏进行修复发现，已损坏的混凝土强度不足，抗击性差，用混凝土回弹仪测试，混凝土的标号达不到所要求C50的强度，甚至个别只有达到C30的强度。而这些桥梁伸缩缝混凝土在施工中质量抓的很紧，无论是从施工单位自检，还是监理单位抽检，均能达到设计所要求C50的标准，那为什么桥梁伸缩装置所浇注的混凝土会出现早期破裂损坏的现象呢·通过多方面的调查与分析发现：哪条高速公路上桥梁伸缩装置破坏的厉害，就是哪条高速公路当时的工期赶的很紧，因为业主要求为了提早通车，尽快发挥高速公路效益，施工单位积极响应业主的号召，一味地追求工期，并签定目标责任书，到最后只能是那家施工单位不按时交工验收，就要得到严重的处罚。对施工单位来说，他们也是工期越短、效益越好，同时还不被业主所处罚，说不定还能得到奖励，在这种情况下，作为施工方不正确考虑工程质量，盲目的往前。而桥梁伸缩装置安装工程分为左幅和右幅施工作业，施工时只能单幅进行施工，不可能阻断交通两幅同时进行施工，一般情况下是先安装好左幅（右幅），等伸缩装置两侧预留槽内的混凝土强度达到要求后，开放交通，再进行另一幅的安装；然而有的业主为了赶工期，使桥梁伸缩装置的施工单位在实际施工中安装好左幅（右幅），就马上进行另一幅的施工工序，这样就造成混凝土养生时间很短，提早开放交通，造成混凝土在形成过程中受损配合比实际强度不能实现。另外。还有一个方面是桥梁伸缩装置的施工安装属于高速公路的收尾工程，各施工单位都在赶工期，路上交叉施工的车辆很多，很难控制交通，特别是在伸缩装置两侧的混凝土刚浇注完毕，有的车辆硬穿警示标志，过早碾压伸缩装置所浇注的混凝土，致使混凝土强度下降，造成早期破裂损坏。
　　2.伸缩装置型钢顶死或过宽。伸缩装置的功能是保证桥梁梁体自由伸缩，是梁体长度随温度变化而变化的一种调节保护装置，如采用D60、D80、D160型等伸缩装置，则根据气温、梁体长度等因素在理论上计算，设缝处梁体的最大和最小变化分别为60mm、80mm、160mm。而在不同季节梁体长度则是一个变量，反映到伸缩装置上，相应变为伸缩量，伸缩量控制不佳，就会出现夏季过窄导致伸缩装置型钢顶死，冬季过宽导致胶条拉脱。
　　3.胶条破损。我省采用的伸缩装置，绝大多数均为模数式毛勒伸缩装置，胶条均为进口，使用寿命均为8年～10年，从各条高速公路伸缩装置胶条的破损情况看，橡胶均未达到老化，甚至其弹性和韧性至今还完好如初。通过对破坏胶条的更换，发现部分胶条破损是有施工方面原因造成的，因为缝体嵌入密封橡胶带形状是V行的，在伸缩装置两侧预留槽浇注混凝土立模时。没有把泡沫板割出V行槽，使浇注的混凝土与胶条没有完全分离而是粘贴在一起，当伸缩装置工作时，粘贴的混凝土就会受到挤压把胶条顶破；而大部分胶条破坏则是由于通车后养护不当造成的。
　　4.交通量过大超载车辆过多。近几年来，高速公路缓解了地方及一般公路交通拥堵的情况，但是在高速公路行使的重型车辆越来越多，桥梁超载情况不能得到有效控制，特别是在夜间缺乏管理，车辆不按规定行驶，超载车辆自行上路，对桥梁伸缩装置的有效使用和耐久性也常常带来严重的威胁，致使伸缩装置缝体两侧混凝土过度疲劳破损，造成伸缩装置破坏。
　　5.施工方面的原因。对桥梁伸缩装置施工工艺要求重视程度不够，未能严格掌握施工工艺标准和安装工序进行施工；伸缩装置锚固件焊接质量不能保证，只注意表面，忽视内部质量标准要求；伸缩装置两侧混凝土浇注不密实，达不到设计的强度要求，时常出现蜂窝、空洞等现象，难以承受车辆荷载的强烈冲击；伸缩装置两侧混凝土和沥青混凝土铺装层结合不好，碾压不密实，形成两张皮，容易产生开裂、脱落，最终引起伸缩装置的破坏。
　　二、预防措施
　　1.当伸缩装置混凝土浇注完毕，必须保证7天养生期，禁止一切车辆通行。这样的施工由于时间较长，可能会给交通带来问题，所以在施工时需要合理安排，科学组织。
　　2.加强施工车辆管制，业主、监理、伸缩装置施工单位的车辆应起到表率作用，以施工标志牌为准，同样后期交叉施工的工程车辆更应理解和配合。
　　3.伸缩装置生产厂家要根据实际安装气温准确计算伸缩量，对于已锁定伸缩量并运抵施工现场的伸缩装置，在施工时如果温度变化超出预期伸缩量计算时的温度，伸缩装置施工单位应在生产厂家的具体指导下，根据安装时的实际温度调整伸缩装置的伸缩量。
　　4.伸缩装置施工单位在安装缝体泡沫板时，一定要保证泡沫板起到应有的作用，确保伸缩装置两侧的混凝土与缝体橡胶条绝对分离。
　　5.养护单位要定期清扫伸缩装置缝体橡胶条内的积存物。雨季前，要注意全面检查及时清除排水装置中的砂、土和杂物，对已锈蚀部分作防护处理，以确保排水通畅；在冬季，每下一次雪要及时清扫一次。
　　6.对伸缩装置上表面裂缝，应及时清除杂物，灌注填充材料。
　　7.加强车辆管理，禁止一切超载车辆上路。
　　三、公路桥梁伸缩装置的施工
　　近年来，公路桥梁伸缩装置越来越受到人们的关注，虽然桥梁伸缩装置只是桥梁工程里的一个分项工程，但为了提高伸缩装置的使用寿命、舒适度、美观等效果，按照国家招投标法的规定，公路桥梁伸缩装置的供应及安装，都是单独进行材料招标，以选择专业的生产厂家和施工单位进行桥梁伸缩装置的施工。
　　1.前期工作。预埋钢筋、预留槽的施工是伸缩装置安装的重要保证，在桥梁施工时需注意下列几个问题：（1）预埋钢筋高度、方向及距缝边的距离要一致符合要求。（2）预留槽要规范整齐，几何尺寸要满足设计要求，边缘无破损。（3）伸缩缝处梁与梁或梁与台之间预留缝宽要满足设计要求，预留缝不能出现波浪形、齿形，这是保证伸缩装置正常工作需要，同时桥面施工完后，须清理预留缝内杂物，并用泡沫板填实，防止杂物进入，影响梁体的正常位移。（4）预留槽及预埋钢筋作好后，为方便路面施工，应用木板或其它材料将预留缝盖好，上面用砂子回填。
　　2.伸缩装置的运输。工厂组装好的伸缩装置，一般由工厂用专车运往施工现场，伸缩装置在运输过程中，因受运输长度限制。通常情况下，凡长度大于14m的伸缩装置，建议分段运输，在工地施工现场进行拼接，并由伸缩装置生产厂家在专人指导下进行施工，伸缩装置运抵施工现场后，要由质检员对伸缩装置进行质量检验，是否在运输过程中受损，如受损严重应返回生产厂家，对损坏的伸缩装置进行质量修复。当伸缩装置需在工地存放时，应垫离地面至少30cm，存放于干净、平整，利于排水的地方，并且不得露天存放。
　　3.施工工艺。施工工艺直接决定着伸缩装置的使用寿命，伸缩装置能否合理使用，施工是一个直接的决定因素。（1）切缝。在路面面层铺装完成后，将伸缩装置预留槽两侧各点找见做标记，用工程线将两头的标志点拉好，用石笔将工程线在路面上的位置具体绘出几个点，点的间距最好小于1.5m，各点标好后，用3m直尺将这些点连成一条直线，用切缝机沿直线切开。（2）开挖预留槽。在伸缩装置预留槽两侧铺上彩条布或工程布，布的宽度视预留槽的宽度深度而定，主要是放预留槽内的杂物，保护路面。用专用工具将路面油层破碎，清理预留槽下部填充物，在开挖预留槽过程中应注意保护伸缩装置预留槽两侧边缘，不能出现磕边现象，不得破坏伸缩装置周边路面铺装层的标高。预留槽清理完毕后，如有预埋钢筋短缺，应在缺筋处按要求间距，用φ18钻头，钻至少10cm深的孔，清理孔内杂物并保证孔内干燥，用环氧树脂胶按说明书要求比例调配好，灌入孔内并装入预埋钢筋，完全固定后24小时以上才可以进行下一道工序。预留槽清理完毕后，应将预留槽混凝土凿毛，预埋钢筋除锈，并将预留槽清洗干净。（3）伸缩装置吊装就位。用起吊设备将伸缩装置平稳地防入预留槽内，以防变形，用专用夹具将伸缩装置固定。这时要注意，应根据现场的实际温度，计算伸缩装置的伸缩量，如伸缩量与安装温度不符，应在伸缩装置生产厂家的指导下，根据温度的变化适时调整伸缩装置的伸缩量。（4）调整伸缩装置的顺直度、平整度。按要求调整伸缩装置，一般情况下伸缩装置的顺直度误差应小于5mm，伸缩装置预留宽度均匀度误差应小于±3mm，伸缩装置的平整度应控制在2mm以内。（5）检验、焊接。伸缩装置固定后，应再检验一遍，如没有问题，即可进行焊接。（6）安装隔断墙。伸缩装置焊接完检验合格后，选择三合板及泡沫板，制作与伸缩缝相适应的隔断墙厚度全长横向穿入缝体底部，隔断墙应牢固密实，完全将伸缩装置两侧阻隔开，槽底及边缘无漏浆缝隙。特别是橡胶条周围，伸缩装置隔断墙的安装应在每天气温低时进行。（7）清洗预留槽、浇注混凝土。伸缩装置各道工序检验合格后，清洗预留槽，要保证预留槽内无渣、无土、无杂物。确保混凝土振捣密实、无空洞。（8）养护。伸缩装置预留槽混凝土浇注完毕后，用土工布覆盖混凝土表面，进行养护。养护应派专人看管，以防止车辆碾压混凝土，并保持其潮湿状态，养护期至少应达到7天。（9）开放交通。混凝土强度达到要求后，将伸缩装置周围及伸缩缝间隙清理干净，开放交通。
　　参考文献：
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