公路桥梁伸缩缝常见病害成因分析及养护管理措施

程翔

摘要：受到设计、施工、养护、环境、行车荷载等方面的影响，公路桥梁伸缩缝在长期使用过程中不可避免的会出现破损病害，严重影响桥梁结构的安全性和行车的舒适性。这就需要结合伸缩缝病害产生原因、危害程度，采取有效的伸缩缝修补措施，为公路行车的畅通提供保障。采用桥梁伸缩缝快速更换技术，加上对施工方案和施工队伍进行合理的组织，能够确保在最短的时间内实现公路行车的畅通。

关键词：公路桥梁 伸缩缝 常见病害 养护管理

中图分类号：X734 文献标识码： A

正文：

公路桥梁作为我国交通体系的重要组成部分，车流量较大，车速高，重载、超载车辆多。经过长期使用，加上受到复杂环境条件的影响，公路桥梁伸缩缝不可避免的会出现破损，严重影响到了桥梁结构的安全性和行车的舒适性。采用常规的伸缩缝更换方法所需工期长，影响整个高速公路的畅通。为了保证在最短的时间内完成伸缩缝修补和更换，必须采取一系列桥梁伸缩缝快速修补和更换技术，以保证公路的畅通。

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1.公路桥梁伸缩缝的分类

桥梁伸缩缝的种类较为复杂， 根据不同的分类标准对伸缩缝的分类也是多种多样。 通常按照伸缩装置与构造的特点来划分， 可将伸缩装置分为以下几种： a）对接式伸缩装置； b）钢制文承式伸缩装置； c）组合剪切式（板式）橡胶伸缩装置； d）模数支承式伸缩装置； e）无缝式（暗缝型）伸缩装置（主要类型有GP型、 TST弹塑体、 EPBC弹塑体等）。

２伸缩缝病害类型及产生的原因

２.１伸缩缝常见的病害类型及成因

型钢伸缩缝变形，是由于橡胶止水带破损、锚固区混凝土碎裂、网裂、型钢伸缩缝严重变形、伸缩缝焊缝断裂。伸缩缝橡胶损坏，主要因为铆钉松动、橡胶板变形、断裂等。伸缩缝堵塞，主要因为沙石等杂物的积累，导致伸缩缝丧失自由涨缩的性能，温度升高时主梁不能自由伸展，严重时梁与梁之间的推力会导致主梁的顶起或桥台背墙开裂。伸缩缝过窄，是由于安装时伸缩缝的宽度不适当，致使预留压缩量不够，伸缩缝出现挤死，随着内应力增大最终挤坏伸缩缝体混凝土，造成桥面出现坑槽等。伸缩缝高差，主要由于桥台沉陷、安装误差以及支座垫石碎裂等，造成桥梁一侧低于路面一侧，形成桥头跳车现象，又由于桥头跳车在伸缩缝附近引起较大的冲击荷载，导致伸缩缝破损。

２.２设计方面的原因

安装时，开口预留伸长长度不够，导致橡胶条容易拉断，当桥面雨水下漏时，支座等金属结构件出现锈蚀，台背与梁头之间杂物进入，容易挤坏台背和梁头。伸缩缝两侧的型钢高程不统一，此外型钢刚度不够，在安装使用过程致使型钢出现变形。伸缩量计算不准确，忽视了伸缩装置的实际温度对其自身的影响，伸缩装置自身很难甚至无法调整初始位移量，伸缩缝选型不当且伸缩距过小，致使伸缩装置破损。把伸缩装置的锚固件安装在桥面铺装层中，与主梁或板连接的部分不足，出现力的分布不均影响传递，微小的变形可能演变成大的位移，最终削弱了混凝土粘结力。使用新型伸縮装置，选用粘结或橡胶材料等材料和结构不当的装置，缺乏完善的防水和排水设施，导致锚固件受腐蚀，从而腐蚀梁端和支座。

２.３施工方面的原因

施工时，缺乏安装台背和梁头的预留钢筋，或预留锚固筋被运料车辆压坏，削弱了伸缩缝的钢筋与伸缩装置预留的锚固筋连接性，混凝土浇筑后，伸缩缝整体刚度出现不足，在高速重载车的作用下，混凝土容易松散损坏，甚至破坏沥青混凝土路面。伸缩装置两侧的水泥及沥青混凝土碾压不够密实，铺装层结合不好，导致混凝土开裂或脱落，最终破坏伸缩装置性能。施工时，橡胶密封胶条施工不严密或铆钉松动；橡胶密封胶条出现破损，严重时变形或断裂。此外，安装时伸缩缝两端伸入护栏基座部分的抑角过小甚至没抑角，出现严重漏水。施工人员不重视桥梁伸缩装置的施工工艺，没有严格按照工艺标准、安装程序及操作要求进行施工，影响了伸缩装置的正常运作。现场浇筑混凝土时，浇筑不密实，甚至出现蜂窝或空洞情况，导致路面承载力不足，车辆通行时由于振动产生冲击力，迅速加大了伸缩装置锚固系统和过渡段混凝土的承载力，在产生的高频振动作用及反复的车辆瞬时荷载作用下，伸缩装置锚固混凝土由于弹性不足而被破坏，在反复动载震动下，锚固装置会出现变形并脱离混凝土，最终被破坏。施工人员为了赶竣工通车，在最后的伸缩装置安装工序中，往往忽视内部质量，致使伸缩装置锚固钢筋的焊接不够牢固，甚至出现遗漏预埋钢筋的情况，人为进行梁端伸缩缝间距的放大或缩小，致使定位角钢位置不准确，导致伸缩缝存在质量隐患。伸缩装置安装检查项目，见表１所列。

２.４养护不当造成的影响

原来的公路桥梁铺装层由于长期使用出现老化，缺乏定时的检查维护，导致路桥的破坏逐渐扩展。进入伸缩装置的砂土、杂物堆积，缺乏清理和维护，不能保证原设计的伸缩量。随着车流量增加，车辆荷载及车辆的冲击作用，必然增加原有的桥梁超载量，最终威胁到桥梁伸缩装置的有效使用和耐久性。自然气候对伸缩装置的影响，如地震等其他恶劣气候条件。

３伸缩缝损坏带来的危害

伸缩缝的早期破坏，首先主要反映到桥面上，例如桥面出现坑槽，车辆通行时特别是夜晚行车，安全因素极低，降低了桥面的通行能力，造成不安全影响；其次，当伸缩缝出现挤死时，较轻时会顶坏台背耳墙，严重时会挤坏梁头，大梁报废。若伸缩缝橡胶条损坏，路面的沙石、杂物就会掉进伸缩缝或卡在缝内，当气温发生变化时，位移时会挤坏梁头或台背；橡胶条损坏或断裂，下暴雨时大量雨水便顺着缝流入没有全防的桥头护坡，使护坡出现大量的水毁情况。

４伸缩缝病害的防治与养护

４.１缩缝病害的防治方法

４.１.１计算桥梁伸缩温度取值，确定安装预留量

大多数的公路桥梁，都是建设在外露的自然环境中，受到自然条件的影响，包括吸收和释放太阳辐射、受周围气候温度变化影响及空气流动等影响，公路桥梁的温度基本在不断变化，所以，完工后的公路桥梁，不管是否通车运作，均是处于一个动态状态下。

４.１.２正确计算桥梁伸缩量

进行桥梁伸缩缝选型时，常以ＸＦⅡ－系列作为依据，选型时考虑的因素：①温度取值。②混凝土的徐变、混凝土的收缩系数。③桥端部转角与Ｋ值的关系、材料膨胀系数。④桥面积温等因素３０％富余量以及混凝土的弹性模量。安装时，伸缩缝届时的温度的取值，在最高有效温度Ｔｍａｘ和最低有效温度Ｔｍｉｎ范围内，随着温度的变化，伸缩缝会伸长或收缩，伸缩缝的变化量计算如下：

ΔＬｔ＝（Ｔｍａｘ－Ｔｍｉｎ）αＬ（１）ΔＬｔ（＋）＝（Ｔｍａｘ－Ｔｓｅｔ）αＬ（２）ΔＬｔ（－）＝（Ｔｓｅｔ－Ｔｍｉｎ）αＬ（３）

其中，ΔＬｔ表示随温度变化取得的桥梁总伸缩量；ΔＬｔ（＋）表示随温度变化取得的桥梁伸长量；ΔＬｔ（－）表示随温度变化取得的桥梁收缩量；Ｔｓｅｔ是伸缩缝安装时的温度值；α表示材料膨胀系数；混凝土材料，α＝１０×１０－６；Ｌ表示所计算梁体的长度。

４.２伸缩缝的养护措施

水泥混凝土浇筑结束后，应该覆盖麻布袋，定时洒水养护，养护至少７ｄ。养护期间禁止通车。养护后，水泥混凝土强度达到设计强度的１／２后，才能安装橡胶密封条，安装前必须清理干净缝内充当模板的泡沫板、纤维板、漏浆的混凝土硬块等杂物后，才能嵌入橡胶条。设计时，应选用合适的伸缩缝装置，２０ｍ以下小跨径的中小桥不需设置伸缩缝，中、小桥选用Ｗ型伸缩装置为宜，实践证明Ｗ型、Ｖ型或空心板型的橡胶体都适合使用，病害的不在于橡胶体而在于整个伸缩装置结构的设计是否合理。施工时施工人员要重视施工工艺，并严格按施工工艺标准及安装程序进行。在养护管理方面，要及时清理伸缩装置上的杂物，对于损坏或老化的构件要及时维修或更换；相关部门应有效控制桥梁的车辆超载行驶现象；定期对边梁与桥面铺装连接处进行检查，发现有损坏、裂缝或渗漏现象要及时修补，确保伸缩装置与梁、板间的锚固强度；定期对伸缩装置顶面检查，看其是否平整，如有异常要认真检查滑动承压支座和滑动压紧支座，如有损坏要及时更换。车辆通行后，要定期进行伸缩缝的养护和维修，这是确保伸缩装置正常运作和延长其使用寿命的重要措施。定期清理伸缩缝内的沙石等杂物，避免杂物阻塞或损伤密封橡胶，确保伸缩装置受力时的自由伸缩，发现橡胶带破损的要及时更换；定期检查边梁与路面连接处，如出现损坏或裂隙应及时修补［１０］。

5.结语

综上所述， 公路桥梁伸缩缝质量对公路桥梁结构安全性和稳定性有着显著的影响， 做好伸缩缝的养护与加固工作是提升公路桥梁养护管理工作成效的关键之一。 公路桥梁伸缩缝的养护管理应防治结合， 在加强日常巡查、 检查的基础上， 就产生的伸缩缝病害采取合理有效的加固措施， 以此保障伸缩缝性能， 提升公路桥梁的结构安全性和行车舒适度。

参考文献

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