桥梁伸缩缝破坏形式及修复技术分析

谢建明

（四川广巴高速公路有限责任公司，四川广元 628017）

0 引言

在桥梁建设中伸缩缝扮演着重要的角色，作用主要是对桥梁梁端进行连接，从而缓冲桥梁在服役过程中产生的各种动静载荷，避免相邻桥梁梁端出现较大冲击，此外还具有防水的效果[1]。由于伸缩缝需要长时间处在室外恶劣的环境中工作，会在很大程度上加速伸缩缝的老化与损坏。时间长久后，桥梁伸缩缝不可避免的会出现各种病害问题，进而威胁桥梁的安全稳定运行[2]。基于此，有必要对桥梁伸缩缝的破坏形式进行梳理分析，结合实践经验明确引发伸缩缝破坏的本质原因，在此基础上提出针对性的修复技术措施，保障桥梁的安全稳定运行[3]。

1 桥梁伸缩缝常见破坏形式分析

四川广巴高速公路有限责任公司对三条高速公路进行管理，其中桥梁伸缩缝是日常养护管理的重要内容。为了更好地管理桥梁伸缩缝问题，公司决定对管辖区域内所有的桥梁进行调研，以掌握桥梁伸缩缝常见的破坏形式，为做好伸缩缝维护保养工作奠定坚实的基础。经过系统梳理，发现伸缩缝常见的病害主要表现为过度区混凝土开裂破坏。

对伸缩缝问题进一步梳理发现，伸缩缝破坏更多的出现在桥头桥尾的桥台区域，而中间跨伸缩缝出现问题的概率相对较低。对比超车道和行车道上出现的混凝土开裂问题，可知行车道问题更加严重，紧急车道上的伸缩缝问题最少。对此次现场调研中发现的桥梁伸缩缝问题，公司进行全部维修更换。与此同时对桥梁伸缩缝产生的病害原因及其修复技术进行了总结分析，以下进行具体介绍。

2 桥梁伸缩缝病害原因分析

由于桥梁伸缩缝的服役环境复杂，对服役过程产生影响的因素也较多，引发桥梁伸缩缝病害的原因也是多方面的。但主要病害原因包含下述几点：

2.1 开槽深度不足

如果伸缩缝的开槽深度不够，会导致该区域的混凝土厚度不足。此外，对出现伸缩缝破坏的区域进行检查发现，很多伸缩缝锚固区域的混凝土下部位置没有彻底清理干净，内部包含有部分泥土及其他杂物等。由于伸缩缝内部存在杂物，导致此部分混凝土基础不牢靠。在遇到较大压力载荷时，混凝土就非常容易出现开裂问题，最终引发伸缩缝破坏。

2.2 开槽宽度不足

伸缩缝开始施工前，对应区域通常需要填埋部分碎石或其他杂物。在后续开始伸缩缝施工时如果破除宽度不够，会导致伸缩缝强度不足。对于没有破除浇筑混凝土的位置，在遭遇车轮碾压时由于强度不足非常容易出现塌陷现象。当伸缩缝附近出现塌陷时，车轮会对伸缩缝造成直接冲击，时间长久后伸缩缝出现破坏。

2.3 没有根据设计要求预埋钢筋并牢固焊接

根据相关规范标准，在对桥梁伸缩缝进行设计时通常要求预埋钢筋，然后再浇筑混凝土。比如某高速公路桥梁伸缩缝设计阶段要求放置直径为16mm的螺纹钢并进行牢固焊接，但在实际操作施工阶段，施工单位为节省施工成本，使用直径为12mm的圆钢进行替代，甚至有的伸缩缝完全没有放置钢筋。另一方面，部分伸缩缝中使用的梁板没有预埋锚筋，或者U型环与预埋锚筋没有按照规范标准进行牢固焊接，存在点焊的问题，给后续使用埋下了安全隐患。

2.4 混凝土振捣及模板问题

正常情况下伸缩缝中不得全部充满混凝土，而应该留有一定的缝隙，这样才能够实现伸缩缝的功能。但在本次现场调研中发现很多伸缩缝中完全充满了混凝土，导致桥梁不能进行伸缩。出现该问题的根本原因在于，伸缩缝在进行混凝土浇筑并振捣时，模板出现了松动现象，使得混凝土砂浆从缝隙中漏入设计的间隙，将整个伸缩缝填满。

2.5 梁板问题

梁板存在自身缺陷问题，比如梁端部分存在弯曲和不顺直问题，并且在伸缩缝安装过程中没有对这些问题进行矫正，导致的结果是伸缩缝型钢部分区域存在悬空现象。梁间预留的缝隙宽度过大，在安装伸缩缝时没有及时处理，同样会导致伸缩缝型钢部分区域出现悬空，在后续使用时伸缩缝容易出现断裂或者变形的问题。相反的，如果梁间预留的缝隙宽度过窄且没有有效处理，在后续使用时梁体得不到有效伸缩，使得伸缩缝被挤压最终出现损坏。梁板使用的材料自身存在缺陷问题，导致端部位置强度无法满足实际使用需要，在后续使用时必然容易出现破坏甚至塌陷的问题，最终的结果是伸缩缝区域或者锚固区域混凝土整体被压坏。

2.6 维修养护时间不足

高速公路向社会公众开放后，伸缩缝维修单行断道施工不现实，只能采取占道施工的方式，然而伸缩缝采用的是整体式结构，在对伸缩缝进行维修保养时，需要对伸缩缝整体进行施工。一般情况下，在整个施工期间道路无法正常通行，只能采取单向半幅通行，在车流量比较大的区域必然会对行车效率和安全产生比较大的影响。施工单位为缩短施工周期以缓解伸缩缝维修对行车造成的不利影响，经常在伸缩缝混凝土还没有达到龄期时就恢复通车，再对另外半幅道路进行施工。通过这种方式虽然可以暂时降低道路行车安全风险，但是由于伸缩缝混凝土龄期不达标，导致其硬度和强度均不满足实际使用需要。在行车冲击作用下伸缩缝又会很快出现损坏问题。

3 桥梁伸缩缝破坏修复技术

针对上文分析的桥梁伸缩缝破坏根本原因，在对其进行修复时，应该尽可能规避，以此延长桥梁伸缩缝的使用寿命，确保桥梁的安全稳定运行。在充分考虑现场实际情况的基础上，本次现场调研采取的伸缩缝修复技术主要包含以下几个方面：

3.1 加大伸缩缝开槽宽度和深度

前文已经分析，如果伸缩缝开槽宽度和深度不足，会导致该区域的混凝土强度达不到使用要求，从而加快其损坏速度。因此，在本次维修时将伸缩缝开槽宽度和深度全部在原有基础上增加20～30cm。此外，在进行混凝土浇筑前，将开槽内部所有的泥土及其他杂物全部清理干净。

3.2 根据设计图纸配备钢筋并进行牢固焊接

混凝土中植入钢筋能够显著提升其强度，因此本次对伸缩缝进行修复时，严格按照相关标准或者设计图纸植入钢筋，并对钢筋网进行牢固焊接，确保形成整体。尤其注重U型环与预埋锚筋之间的焊接工作，避免两者之间出现明显偏差，同时保证焊接质量。

3.3 混凝土浇筑时避免填充整个缝隙

在设计的中间缝隙中填入泡沫，并采取有效措施对模板进行牢固固定，防止混凝土浇筑过程中模板和泡沫出现位置移动。通过这样的措施能够避免振捣时砂浆从模板缝隙中漏入中间缝隙对其进行填充。同时在振捣时严格按照相关规范标准进行操作，确保混凝土的密实度，从而保障强度。

3.4 重新修复梁板塌陷位置

本次现场调研中，对于梁板出现了塌陷问题的位置全部进行重新修复。为了保障施工质量，修复中使用的钢筋，全部是直径为25mm的螺纹钢。钢筋按照要求进行捆扎或者焊接，然后同伸缩缝混凝土同时进行浇筑。通过这样的措施能够确保梁板与伸缩缝之间形成完整的体系。

3.5 对存在高度差的跨梁进行修复

对于部分跨梁存在高度差的问题，可以将相对较高的跨梁进行彻底凿除，然后再重新浇筑确保两者处在同一水平面上。此举可避免行车过程对该区域造成的冲击，从而延长伸缩缝的使用寿命。

3.6 保障伸缩缝施工周期

在对伸缩缝进行维护保养时，可先对单行的一半进行拆装维护，另一半可以保障正常通车。每次伸缩缝混凝土施工中，必须待混凝土龄期达到标准规范要求后才可以恢复通车，再进行另一半伸缩缝的维修，同样的必须待混凝土龄期达标后再通车。为保障整个伸缩缝的完整性，先施工的一半伸缩缝两边外侧预埋并伸出一定长度的钢筋，另一半在施工时将新钢筋与伸出部分进行焊接，通过这种方式浇筑的混凝土结构整体性更好。钢筋伸出长度不得低于50cm，钢筋直径为20mm即可。例如采用局部修复方法，伸缩缝局部修复采用高性能水泥混凝土时，混凝土中可掺入一定量的钢纤维，增加伸缩缝的耐久性和耐磨性，并使用界面剂处理新旧混凝土截面，能有效增加新旧混凝土的粘结强度和使用年限。采用高性能水泥混凝土修复伸缩缝，施工工艺简单，新旧混凝土界面粘接好，夜间亦可进行修复工作，并在24h内通车。在沥青混合料中掺入TF聚脂纤维，可使沥青填料具有一定的骨架支撑作用，增加混合料的内聚力，使集料间嵌锁牢固，提高混合料的高温稳定性和强度。同时，混合料中增加TF聚脂纤维，能够提高沥青混合料与石料的粘附性，具有一定的防水性，是一种值得推广的伸缩缝局部修复方法。

4 结束语

在桥梁施工中为了避免梁体热胀冷缩对其自身造成挤压，通常都需要设置伸缩缝。由于伸缩缝的服役环境相对较为恶劣，时间长后容易出现各种破坏问题。本文结合实践经验，对桥梁伸缩缝常见的破坏形式进行了简要介绍，重点分析了导致伸缩缝出现破坏的本质原因。在此基础上充分结合现场实际情况，提出针对性的伸缩缝修复技术措施。本文的研究对于积累桥梁伸缩缝修复技术，延长伸缩缝使用寿命具有重要的实践意义，可以为其他类似工程项目提供很好的借鉴作用。