桥梁伸缩缝病害分析及防治

赵涵秀

（浙江金丽温高速公路有限公司 杭州 310005）

伸缩缝是桥梁梁端之间的重要连接部件，对桥梁端部伸缩及防水起着重要作用。然而，随着运营时间的推移，由于设计、施工和养护等方面的原因，桥梁伸缩缝出现了不同类型的病害，影响了桥梁使用的耐久性，有的甚至给高速公路行车带来了安全隐患。以下根据工程实例，探讨桥梁伸缩缝病害产生的原因并提出防治措施。

1 实例概况

金丽温高速公路全长234．053km，全线自1999年来分多期建设通车，于2005年底全线贯通。沿线共有桥梁78 235m／350座，目前共有伸缩缝2 015条，其中型钢单缝式伸缩缝1 276条（占63．3%，其中56条由梳齿型伸缩缝改造而来）、模数式伸缩缝349条（占17．3%）、无缝式伸缩缝390条（占19．4%）。

龙丽丽龙高速公路全长222．146km，分2期于2007年底全线贯通。共有桥梁29 867m／283座，伸缩缝1 202条，其中型钢单缝式伸缩缝1 095（占91．1%）条、梳齿型伸缩缝107条（占8．9%）。目前，所有梳齿型伸缩缝已改成160模数式伸缩缝和120型钢单缝式伸缩缝。

2 伸缩缝常见病害

（1）梳齿型伸缩缝。梳齿型伸缩缝的病害主要为梳齿板松动，严重时梳齿板整块脱落，主要出现在行车道、超车道车轮常规行驶的梳齿板位置，对过往车辆造成安全隐患。

（2）模数式伸缩缝。模数式伸缩缝大部分使用情况较好，尤其是毛勒伸缩缝，基本上无病害，目前有病害的模数式伸缩缝主要是金丽温高速公路丽青段的160异型钢伸缩缝，自2005年开通至今，已有24条伸缩缝发生型钢断裂、型钢与横梁之间的焊缝脱开、橡胶垫块磨损等病害。

（3）型钢单缝式伸缩缝。型钢伸缩缝的主要病害是伸缩缝装置两侧水泥混凝土损坏、伸缩缝异型钢结构失效与伸缩缝橡胶条老化等，其中以伸缩缝装置两侧水泥混凝土损坏居多。

（4）无缝式伸缩缝。无缝式伸缩缝使用情况较好，主要病害为桥台在土压力的作用下略微发生了错位，影响到伸缩缝的使用，再加上长期在车辆荷载、雨水、气温变化的作用下，导致伸缩缝处变形开裂。

3 伸缩缝病害原因分析

造成金丽温高速公路和龙丽丽龙高速公路伸缩缝病害的原因很多，有设计、施工、养护等多方面的原因。

3．1 设计原因

（1）梳型伸缩缝由长度为1m的钢齿板组成，轮胎作用在钢板上，造成单板受力，导致钢板上的螺栓容易坏。

（2）伸缩量计算不准确，没有考虑到实际温度对伸缩装置的影响等［1］，当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。

3．2 施工原因

施工原因是造成伸缩缝病害的主要原因。即使是同一家单位施工的，施工质量也相差甚大，造成伸缩缝病害的施工原因主要有：

（1）对桥梁伸缩缝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［2］。

（2）桥梁施工时，未按设计要求锚固钢筋，以致锚固钢筋缺失或锚固位置存在偏差。

（3）梁体或桥台背墙上预埋钢筋未与异型钢有效锚固；纵向锚固钢筋粒径过小，锚固不密实；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。

（4）伸缩缝两侧的混凝土一般设计为C50的钢纤维混凝土，实际施工时，由于施工点分布广，混凝土量少，通常采用小搅拌机拌和，强度往往不足，而且伸缩缝一般是在通车前施工或运营过程中维修，存在强度不足就开放交通的现象［3］。

（5）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，未能控制好平整度，形成两张皮，容易产生开裂、脱落，最终引起伸缩装置的破坏。如丽青段的160型钢伸缩缝大部分完好，部分发生损坏，主要是由于施工时没有控制好伸缩缝与路面的平整度，同时又在活载作用下，型钢和横梁之间的焊缝容易脱焊，在重载的重复作用下，型钢及横梁受剪力作用，造成断裂。一旦上部结构受损，横梁的活动范围具不规则性，伸缩箱内部结构就极易造成损坏，橡胶垫块在原有磨损的基础上，加剧破坏速度。这种破坏情况的修复相对较为麻烦，甚至要对横梁及型钢进行更换。

（6）安装时未根据温度控制好型钢间距。（7）缺乏统一的质量验收标准。

3．3 养护原因

（1）伸缩缝中的杂物未及时清理，使原设计的伸缩量不能保证。尤其是梳齿板式伸缩缝，施工时未建筑填充物或者填充物老化缺失后未及时进行填补，容易沉积石子、砂土等杂物，又受通行条件的影响，清理难度大。

（2）梁端垃圾得不到及时有效的清理，从而影响桥梁结构的受力，使伸缩装置处于不利状态。

（3）桥梁超载情况得不到有效控制。（4）接缝处桥面凹凸不平。

（5）维修不及时，导致病害不断扩展。

4 防治措施

4．1 设计选型方面

（1）建议在伸缩缝中采用双钢混凝土，即除采用高强度的钢纤维混凝土外，还在顶面外加一层钢筋网。

（2）伸缩缝的选用除了要按设计确定的型号选用外，还要考虑其平整度、耐久性、排水性、防水性、施工性、维修性和经济性要求。伸缩缝所用的橡胶止水带、型钢、钢筋、锚固件等材料其物理性能均应满足规范要求。

（3）模数式伸缩缝虽然目前应用效果较好，但是其中梁型钢易断裂跟原材料质量有关，在选型上应选择原材料质量较好的成品。此外，由于模数式伸缩缝一旦出现局部构件损坏处理起来比较困难，通常需要整条挖出重新更换，因此在选型上尤其要慎重。

（4）异型钢单缝式伸缩缝施工简便、成本经济、使用效果较好，建议推广使用。

（5）无缝式伸缩缝虽然开裂较多，而且屡修屡开裂，但是其施工简便、较为经济，尤其适用于大中修工程中的交通繁忙的小跨径简支梁桥的旧桥改造。高速公路近年来罩面工程实施较多，而小桥通道大部分设置了型钢伸缩缝，如采取直接罩面，由于伸缩缝的特性，造成路面开裂，故建议将部分型钢伸缩缝改造成沥青混凝土直接填筑的无缝式伸缩缝的形式，减少路面破损。

（6）伸缩缝的橡胶条应升至盖梁挡块外侧，避免将水排到盖梁上。

4．2 施工方面

（1）建议选择伸缩缝生产厂家专业安装队伍进行施工，以保证安装质量。

（2）对进场的伸缩缝进行顺直度、平整度及间距等方面的检查验收，对不合格的产品要及时进行改正或更换。

（3）建议单幅施工，不允许出现接头。

（4）要高度重视施工工艺要求，严格按照施工工艺标准和安装工序进行施工。

（5）在施工时应对伸缩缝的混凝土做配比试验，一定要采用高标号的纤维混凝土并保证混凝土的密实，同时不要提前开放交通，要确保混凝土达到设计强度。

（6）要严格控制伸缩缝处的平整度，保证伸缩缝表面标高与两侧路面标高一致。

（7）要确保型钢和预埋钢筋的有效锚固，保证锚固件的焊接质量。

（8）伸缩缝的定位钢筋要依据安装时测定的气温计算伸缩缝的量来调整两块定位角钢之间的距离。并按桥面高度将定位角钢焊接到预埋钢筋上，严格控制缝距。

（9）浇筑混凝土前应将伸缩缝隙填塞，防止浇筑混凝土时将缝隙或梁端堵死，影响伸缩。

（10）在施工时若发现梁板端部存在较大的参差不齐或在清除原伸缩装置时有被损坏的部位的情况，应及时作出补救处理，以保证有足够的伸缩缝隙，并避免新安装的伸缩装置出现悬空等不合理的问题。

（11）在伸缩缝的更换施工中，要充分利用原伸缩缝的预埋钢筋，并根据设计和产品的要求补足所需要的锚固钢筋。

4．3 建设管理方面

（1）建议伸缩缝单独招标，选择信誉良好、实体工程质量优异的生产厂商，并要求招标工作尽可能提前，由伸缩缝厂家提供专业化的施工。

（2）建议由伸缩缝厂家对桥梁预埋件设计进行校核，并根据伸缩缝型号调整预埋件。

（3）给厂家足够的加工和安装时间，确保工程质量。

（4）建立业主、监理、施工单位各方的责任制，落实责任到人，制定专业化的检验表格，从材料进场、钢筋焊接、混凝土浇筑等环节，层层严把工程质量关。

（5）规范梁板的施工安装，确保给伸缩缝安装留下适当的间距。

4．4 养护方面

（1）加强对伸缩缝的日常检查，尤其是温度变化较大时应加大检查频率，确保及时发现问题。

（2）及时清理伸缩缝垃圾，防止因伸缩缝堵塞而影响正常使用功能。

（3）对钢构件及时进行防锈处理，延长伸缩缝的使用寿命。

（4）及时修复和更换破损伸缩缝。针对型钢伸缩缝的病害，目前所采取的措施主要是修复破损混凝土，更换异型钢和老化橡胶条等。

（5）对不适用的伸缩缝及时进行更换。如发现梳齿型伸缩缝病害后，原施工单位采用了焊接安装螺栓，浇注环氧树脂加固，但加固效果不佳，维持时间较短。最后将全部梳齿型伸缩缝更换为120异型钢单缝式伸缩缝和160模数式伸缩缝。

（6）及时清理梁端垃圾，使桥梁处于正常受力状态。

（7）加强对超载车的控制，减少重车对伸缩缝的破坏。

5 结语

及时开展桥梁伸缩缝调查，科学地分析桥梁伸缩缝病害，总结相关防治措施，有助于正确地指导桥梁伸缩缝的设计、施工和建设养护，提高桥梁伸缩缝的使用寿命，降低后期养护成本，确保桥梁运营安全。

［1］ 蒙 云，卢 波．桥梁加固与改造［M］．北京：人民交通出版社，2005．

［2］ 李杨海，程潮洋，鲍卫刚，等．公路桥梁伸缩装置实用手册［M］．北京：人民交通出版社，2007．

［3］ 张宜飞．公路桥梁伸缩装置常见病害原因及防治［J］．建筑与工程，2008（1）：109，134．