浅谈桥梁型钢伸缩缝破损及修复

高兆光

【摘 要】以金六公路桥梁型钢伸缩缝维修为例，介绍了型钢伸缩缝病害的情况，分析了病害成因，并阐述了维修方案、施工步骤、工艺及注意事项。

【关键词】型钢伸缩缝；病害；成因；维修；施工。

型钢伸缩缝有造价安装简便、结构简单地、安装及维修费用低等特点为，可用于小桥至特大桥各种桥梁。目前，随着云南高等级公路里程的增多，公路桥梁也随之增多，型钢伸缩缝使用也越来越多。但随着使用年限的增长，型钢伸缩缝的破损也越来越多。

以金六二级公路为例，2003年开工，2012年交付使用。在交付使用之前，就已经对破损的型钢伸缩缝进行过两次至3次维修。2013年怒江公路管理总段再次对型钢伸缩缝进行了维修。

一、型钢伸缩缝的主要病害：

1、伸缩缝锚固区混凝土开裂、脱落、露筋。此种病害，在整条金六公路67座有伸缩缝的桥梁中，最为常见。位置多位于中部至两侧3m以内，也就是车行道范围内。

2、伸缩缝钢筋型钢断裂、上下或左右错位，甚至翘起变形，严重影响行车安全。

3、止水带老化、断裂、脱落，伸缩缝渗水严重，污染梁体或桥台。

4、整条伸缩缝带锚固区混凝土整体倾斜、脱空、甚至翻转。

二、病害主要成因：

经过开挖破损的伸缩缝处后，发现其病害主要成因如下：

1、锚固区混凝土质量达到设计要求。部分混凝土切开时，较为松散，砂、石级配不合理。混凝土取样后，抗压强度不足。其形成原因主要为二级公路边通车边安装伸缩缝，车辆通过速度较快，梁、台受到车辆冲击荷载，造成锚固混凝土早期破坏；其次， 在伸缩缝安装设计中，均要求采用钢维混凝土进行浇注。可能由于桥梁施工完毕后，路面工程施工间隔时间较长，且钢纤维用量比较少，施工单位安装伸缩缝时，为省事未采用先干后湿的拌和工艺，未按照二次投料三次拌和程序拌和，造成钢纤维结团，甚至未放入钢纤维，造成锚固混凝土韧性不足，脆性破坏。此外，还与混凝土施工配比不合理、混凝土的浇注工艺、混凝土养生不足有关系。

2、伸缩缝预埋钢筋位置不正确，或锚固钢筋数量较少。多数开裂的混凝土切开后，大多数均出现桥面铺装伸缩缝预埋钢筋严重偏离安装位置，偏离设计位置为10～20cm。造成锚固钢筋与型钢之间的连接钢筋过长，型钢下方混凝土压力过大，超过混凝土抗压极限。在锚固区，发现锚固钢筋过少的桥台台帽顶或桥面处，伸缩缝锚固混凝土大多出现整块大面积混凝土脱落，有的甚至整块脱落、侧倾的现象。主要原因是在伸缩缝混凝土直接承受车轮的反复冲击作用，而锚固钢筋又少，造成型钢处安装焊接钢筋断裂或焊缝脱落，最终形成伸缩缝混凝土和背墙或桥面铺装混凝土结合不好，形成两张皮，产生整块或局部脱落。

3、锚固区混凝土太薄。部分桥梁伸缩缝锚固混凝土切开后，发现其厚度只有4～6cm。其原因是施工时，标高控制不当，造成桥面铺装混凝土、台背混凝土过高。

4、伸缩缝与实际缝宽出入太大。金六公路型钢伸缩缝主要型号为CD40、CD60、CD80。其中少数几道伸缩缝经切开后，发现实际梁板与台背之间距离大于伸缩缝安装的宽度，有的甚至超过4cm。主要原因是桥梁吊装时安装位置不准确，实际缝宽过大，而伸缩缝采用原有型号，保持原有宽度，造成伸缩缝型中的一侧型钢下方锚固混凝土受力不均，产生混凝土襞裂现象，混凝土折断，时间一长，型钢与焊接钢筋、混凝土脱离，型钢上下错位、左右错位，型钢下方混凝土脱空，型钢翘起，甚至弯曲变形。

三、伸缩缝的维修

（一）、施工方案

根据桥梁竣工图及行车干扰、车辆冲击力的影响，金六公路桥梁伸缩缝维修在不中断交通的情况下，采用半幅交替施工方案无师自通 维修。此方案主要有以下几点：

1、锚固混凝土破损处采用C50钢纤维混凝土进行修复处理。

2、根据统计情况及实际缝宽，對破损的止水带、型钢伸缩缝进行采购及更换。

（二）、施工准备

1、确定C50钢纤维混凝土标准配比及施工配比

①、对沿线近90公里的路段砂、石场，进行调查，并对砂、碎石等原材料进行了相关试验。

②、确定减水剂、钢纤维等外加剂的配比用量。

③、进行标准试验，确定标准配比。

④、对现场的砂、石材料取样，并进行含水量等试验，调整砂率、水灰比，确定施工配比。

2、根据试验要求，采用砂、石、水泥、水泥外加剂、伸缩缝等材料。

3、准备了施工机具，如切割机、风镐、电焊机、混凝土搅拌机、发电机、运输车辆、安全标志牌等。

（三）、伸缩缝维修施工

在施工阶段，一般可分为开槽清理、焊接安装、混凝土浇注、混凝土养生、安装止水带这5个步骤。

1、开槽清理

首先应在开槽前，对病害区域进行划线。划线一般采用直线，这样有利于用切割。划线范围一般比病害范围稍大2～5cm。划线完毕后，进行切缝。切缝完毕后，采用风镐进行开槽。开槽后，对预埋筋及锚固钢筋进行除锈处理，并对预埋钢筋附着石粉浆、泥浆等进行清理。检查开槽后的持力层混凝土，若发现持力层有松散现象，对松散层继续进行人工清理，确保持力层混凝土坚硬；若发现开的槽过浅，达不到设计要求的最小值10cm时，再继续往下凿桥面铺装或台背混凝土，以确保锚固混凝土最低厚度；若持力层混凝土光滑或无凿毛处理痕迹，采用人工进行凿毛得理，以确保混凝土的连接。最后，采用清水对开槽部位进行清理，并及时吸走槽中的水，确保槽内干净。

2、焊接安装

在焊接安装前，应考虑到安装时的气温与出厂时的气温是否有较大出入。若有，在伸缩缝安装之前应调整安装定位的空隙值。然后设计或竣工图对伸缩缝连接钢筋与锚固钢筋进行焊接。若发现伸缩缝预埋钢筋位置离型钢过远，或锚固钢筋数量较少的情况，可在型钢附近钻孔增设锚固钢筋，钻孔深度不低于原预埋钢筋预埋深度，间距为12.5cm，与原设计一致。在焊接安装过程中，需注意以下几点：

①、型钢的平整度应控制在3mm以内。

②、型钢与桥面高差应控制在2mm以内。

若焊接安装后不满足要求，则需进行返工处理，考虑到满足要求为止。

焊接安装完毕后，需要对伸缩缝的开口处进行处理，采用泡沫塑料板或木板等塞实，以免混凝土浇注时水泥浆渗透到伸缩缝的橡胶条嵌缝内。

3、混凝土浇注

焊接安装完毕后，对槽内进行二次清洗，并在槽底及槽口三个方向（除型钢方向外）涮上水泥浆，方可进行钢纤维混凝土浇注。混凝土浇注应振捣密实，表面应平整。浇注时，宜高于桥面2mm，以确保混凝土终凝后，不低于桥面标高。

在混凝土拌和及运输时要注意以下几点：

①、采用先干后湿、二次投料三次拌和程序。即先放入碎石和钢纤维干拌，待拌和均匀后，再加入砂，进行拌和；最后再加入水泥、外加剂进行拌和；等所有材料均拌各均后，再加入水进行拌和。此种方法，可确保钢纤维不结团、纤维分布均匀。

②、严格控制拌各时间，总拌和时间不宜超过5min，以免钢纤维结团。

③避免长距离运输，采用现场拌和最好。

4、混凝土养生

混凝土浇注完毕后，接下来是最容易忽视的环节—混凝土养生。在养生时要注意以下几点：

①、混凝土终凝后，立即采用双层土工布覆盖浇水养生，确保24小时混凝土表面湿润。洒水养生不低于7天。

②、为确保混凝土养生质量，应卦闭混凝土养生的车道。在伸缩缝前后一定距离内设置车辆慢行、并道等标志及相应的并道措施，封闭一侧车道，并使过往车辆减速慢行，减少相邻车道行车冲击的影响。

③、浇筑后，若下雨，必须采取相应的防雨、防水措施。

5、安装止水带

经过7天的养生后，拆除泡沫板、木板等，清除缝内的杂物后，即可安装橡胶止水带。安装时，应平整，整洁、顺畅。

四、结束语

桥梁伸缩缝属于虽然只属于桥梁的附属结构，但直接影响行车的舒适及安全性，应重视桥梁伸缩缝的安装及养护工作，以为广大出行的居民提供优质、舒适、安全的出行服务。