桥梁伸缩缝施工技术与养护方法分析

文｜山东省郓城县交通运输局 杨增福

伸缩缝是房屋、公路、桥梁等工程中极为常见的构造形式，可以将构件沿一定方向分开，从而防止其在热胀冷缩原理下，产生拉伸或相对应力，导致裂缝病害，影响建筑物正常使用。伸缩缝的存在增强了路桥适应能力，对行车安全有重要的保障意义，但当前由于设计、施工、载荷等方面的问题，伸缩缝两侧混凝土裂缝、啃边等病害仍时有发生，亟需寻求高质、有效的技术控制和养护措施。

1 桥梁伸缩缝分类及功能概述

在桥梁工程中，为应对混凝土构件变形问题，常会通过伸缩缝设计来预留变形空间，它隶属于桥梁中心结构，有着重要的连接作用。边梁、中梁和横梁是伸缩缝主要结构，通过锚固筋连接在一起，另配备有箱体、止水带等结构，借助弹性支承元件发挥作用，图1为对接式伸缩缝构造（注：①锚固筋；②边梁；③中梁；④横梁；⑤止水带；⑥箱体；⑦承压支座；⑧压紧支座；⑨吊架）。

图1 伸缩缝构造示意图

现阶段我国常用的伸缩缝主要有5 种，一是暗缝型伸缩缝，应用时需要借助特殊的弹性材料，将之填充在端部伸缩间隙，表面覆上防水材料，然后铺设沥青等粘弹性材料，将伸缩缝隐藏起来，这样表面的沥青和深层弹塑体可以共同吸收变形应力，防止路桥裂缝。二是对接式伸缩缝，主要是通过富有弹性的伸缩体来实现功能的，常见的原材料有砂石、碎石等。三是钢制支承式，钢梳齿状是其常见形式，搭配合成橡胶进行防水处理，尺寸、规格以工程实际需求为准。四是板式伸缩缝，橡胶剪切模量性能优越，在其内部设置钢板及孔位，通过螺栓与两端相连，既可以满足车辆载荷承受要求，又可以发挥其剪切变形优势，达到吸收变形量的目的。该方式施工较为简便，成本投入低，适用于伸缩量为30～60mm 的公路当中。五是模数式伸缩缝，在伸缩量较大的场景中尤其适用。借助伸缩缝构造，可以有效预防温度、载荷等因素影响下，桥梁混凝土可能出现的形变、裂缝问题，为居民的出行安全提供保障。

2 桥梁伸缩缝常见病害

2.1 止水带破坏

桥梁运营场景多为室外，容易受到降雨、降雪等天气的影响，当地表积水过多时，就可能由表层下渗至伸缩缝内部，对其支承、钢梁等形成腐蚀，导致其无法正常发挥伸缩功能，给桥梁病害埋下隐患。止水带的存在正是为了防止地表水入侵，减少伸缩缝故障病害。但在应用实践中，由于安装、养护不当，止水带破损的情况时有发生，伸缩缝内部构造在承受水体侵蚀的同时，还要承担车辆载荷，损坏进程加剧，给桥梁整体运行带来极大风险。

2.2 伸缩缝啃边

啃边是一种较为形象的说法，属于公路、桥梁病害中较为常见的类型，主要表现为混凝土边缘脱落、掉角等情况，对于伸缩缝来说，由于其锚固区较易出现台阶，因此也成为了啃边病害高发区。在交通载荷持续作用下，这种啃边现象会进一步扩大，雨水的侵蚀也会加剧啃边现象，如果不能及时采取修补措施，那么桥台冲刷问题就会恶化，导致桥梁背墙损坏等严重后果。啃边修补材料的选择也是较为关键的步骤，如果选用不当，短时间内啃边问题还会卷土重来，严重影响桥梁使用。

2.3 混凝土带裂缝

伸缩缝安装完成后，两侧还需要通过浇筑混凝土进行固结，因此混凝土施工质量也是制约伸缩缝功能发挥的关键因素。混凝土搅拌、振捣不当等都可能造成后期病害，骨料是桥梁强度的重要保障，如果碾压不到位，同样可能造成局部脱落、开裂问题。当桥梁开放使用后，巨大的车辆载荷会长期、持续作用其上，使细微裂纹出现扩张，最终形成明显的大裂缝，影响桥梁使用寿命，混凝土养护不到位也是造成病害频发的成因。

2.4 钢筋断裂

钢筋断裂问题与伸缩缝本身质量息息相关，由于路桥日常运行中承受载荷较大，持续时间较长，伸缩缝会承受较大冲击，在交通流量较大、桥梁跨度较远的区段，这种现象会更加严重。如果伸缩缝本身强度不达标，或在使用过程中遭受到了雨水侵蚀，就极有可能产生断裂问题，影响正常使用。

3 桥梁伸缩缝施工技术与养护措施

导致伸缩缝病害失效的诱因较多，从可控角度来看，首先就是设计不当，部分桥梁工程中选用的伸缩缝型号并不匹配，当选用装置过小时，其本身承受的形变应力很容易超过承受极值，出现损坏问题；当伸缩缝过大时，位移箱受力状况又会恶化，在长期载荷作用下，中梁极易发生下沉，严重时还会发生断裂，导致伸缩缝失效。其次是安装技术问题，伸缩缝整体安装流程较为细致，需要对每个步骤进行严格的质量把控，很多病害都是安装不当导致的，比如混凝土浇筑质量不佳，锚固不稳等，均会给伸缩缝位移箱失效埋下隐患。还有部分桥梁由于交通压力过大，施工完成后未严格预留养护时间，混凝土强度未达标就开放通行，极易造成混凝土病害问题。从不可控角度来看，主要有气温和交通载荷因素，外界气温变化剧烈，交通压力过大的路段，桥梁伸缩缝失效概率会进一步加大，因此规范伸缩缝设计、安装流程，加强风险路段养护是十分重要的。伸缩缝整体施工流程可见图2。下面以此为基础分步骤讨论施工技术控制与养护注意事项：

图2 桥梁伸缩缝施工流程图

3.1 切缝开槽技术

设计合理性在伸缩缝施工中有着决定性地位，在规划时应当结合公路实况，对伸缩量进行科学考察，在此基础上对几种伸缩缝装置进行比选，确定最佳施工方案，伸缩量大于80mm 的，要适当考虑模数式伸缩缝。接着细致检查构造缝，如若发现水泥堵塞情况，要及时进行清理，防止其影响装置稳定性。同时观察周围平整度情况，防止跳车问题的出现，接着对预留好的槽口进行再确认，以设计图纸为依据，比照深度、宽度参数，对预埋钢筋距离及其裸露在外的长度进行规范检查，一般开槽深度应当保证在25cm 以上，图3为F 形伸缩缝槽口、预留钢筋等构造的横截面示意图。在完成钢筋预埋操作之后，就可以进行标线绘制，注意标线要与槽口两侧边缘保持一致，为后续切缝奠定基础。如果是对损坏伸缩缝进行更换，则要先用风镐等工具对锚固区进行处理，去掉用于固结的混凝土，并拆除旧有装置，对锚固筋进行检查，确保其能够与预埋钢筋建立有效连接后，再进行新伸缩缝的安装。在施工开始前，要采取必要的交通管制措施，保证余下路面可以正常通行，对施工部分进行警戒标识。由于前期已经完成标线绘制，切割时可以其为基准直接进行切割，注意边缘的平整性，防止操作不当出现掉渣、毛边，切割完成后及时冲洗掉临时填充物。

图3 F 形伸缩缝槽口横截面示意图

3.2 伸缩缝安装

钢筋是伸缩缝装置的重要组成部分，在正式安装前注意对预埋钢筋数量、质量进行核对，钢筋与混凝土等级之间是存在匹配关系的，通常情况下桥梁伸缩缝使用C60 至C40 的混凝土，以此为标准可选φ16 规格的钢筋，预埋位置的确定同样要经过计算，在剪力强度理论基础上进行考量和调试。在伸缩缝更换施工中，也要细致考察钢筋老化情况，发现不合标准的情况要及时进行植筋，在桥梁台背墙一侧打孔，经过清理和吹孔后，植入钢筋，植筋深度以材料直径的16 倍为基础，高于这一数值为佳，注意间距控制。植入过程中每隔1m 的距离就要进行平整度检测，及时调节植筋操作，保障桥面行车平顺度。预埋钢筋校正之后，将伸缩缝装置搬运至槽口位置并准确对位，对连接部分进行点焊，接着调整装置边梁位置，整体高度要低于路面，以0～2mm 的距离为宜，万不能超出路面高度，接着以中间位置为基点，向两边依次满焊，确保连接的稳固性，焊接过程中两端要尽可能对称。焊接操作完成后，要及时拆除辅助用的门架。安装时要注意温度的控制，以施工现场所在区域年平均气温为标准，上下浮动，没有剧烈变化的天气安装最佳，可以用千斤顶对构造缝进行微调，若对准难度较大，还可以采用分段运输方案，确保安装质量的提升。

3.3 混凝土浇筑

为防止浇筑时间差过长导致徐变收缩应力增强，装置安装完成后就要尽快着手混凝土浇筑工作，浇筑前的清理工作可借助高压水枪完成，如果发现槽口两侧有啃边苗头，则要及时用沥青等材料进行修补。配比对混凝土强度影响极大，在保障水灰比恰当的前提下，可以加入适当的早强剂，缩短混凝土凝结时间，为道路的尽早开放奠定基础。混凝土浇筑环节要做好立模工作，通常选用泡沫板作为原材料，长度规格为20cm，以插槽深度为标准，制成的立模整体高度低于该数值4cm 为佳，宽度同样要以缝隙为参考，多出5cm 即可。施工时先对模板上部进行切割，出现V 型凹槽即可，将其放置在下端缝隙处，桥梁两侧各1 块，并进行压实试验，确保其不会出现漏浆、溢流问题。为减少不良干扰，同样需要对槽口周边杂物进行细致清理，清理范围要扩张到槽口中心2～4cm 处，槽口上端覆盖薄膜进行防护，必要时可以结合彩条进行标识，防止混凝土浇筑造成额外污染。混凝土均匀浇入模板之后，要按照设计规范进行振捣操作，以30cm 为间隔进行振捣棒放置，采用水平振动方式，确保底部空气充分排出。混凝土结构夯实度达标后，用抹板进行搓制，使表层更加光滑，整个操作重复4～5 次，以柔性沥青桥面为标准进行高程测量，低于桥面2mm 以内即可视为平整度达标。

3.4 日常检查及维护

混凝土初凝受环境影响较大，因此浇筑环节就要选好温度环境，确保施工完成后的几天内温度、湿度在适宜范围之内。大部分混凝土初凝之后，要立刻进行覆盖处理，土工布就是较为常见的覆盖材料，同时注意观测当地气温变化情况和趋势，以此为依据进行浇水养护调整，如果初凝后为连续晴天，则可以每2h 浇一次水，晚上适当减少频率，以4h 一次为宜；若遇上特殊干燥、炎热的天气，则要适当增加浇水频率，以保持土工布湿润为标准。每次浇水都要严格控制水量，若水体流过构造缝，则可能导致水体下渗，要及时采取清理和保护措施。在经过系统的初次养护后，还需采用回弹法等技术进行强度检测，确认强度达到80%的标准后，才能开放路段，允许车辆通行。如果受现实条件制约，必须在冬季低温环境下操作，则要采取必要的保温措施，防止混凝土受冻害造成的强度下降问题。日常养护时，要注意检查装置有无堵塞、失效情况，构件连接部位是否松动、锈蚀，伸缩量是否在标准范围内等，一旦发现啃边、噪声等异常，则要及时进行修补或更换，防止病害的蔓延。

4 结论

综上所述，桥梁伸缩缝具有吸收变形、承重、防水等众多功能，在提升工程质量，保障出行安全等方面有极大贡献。当前伸缩缝止水带损坏、啃边等病害问题的发生还较为频繁，这与设计、安装以及交通载荷都有很大关联，建设单位要正视这些病害，以桥梁实际伸缩量为基础，选择匹配度较高的伸缩缝类型，做好切缝开槽、混凝土浇筑工作，加强日常维护，充分发挥伸缩缝的正面作用。