桥梁伸缩缝问题的原因及防治要点

在桥梁结构设计中, 通常在桥的两梁端之间、梁端与桥台之间设置伸缩缝。它的作用是在于调节由车辆荷载环境特征和桥梁建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移和联结。伸缩缝装置是桥梁结构的重要构件, 理想的伸缩缝装置必须满足上部结构梁与梁之间和梁与台之间的位移;伸缩缝装置的锚固是牢固可靠、经久耐用的, 能够抵抗机械磨损、碰撞;车辆行驶平稳、舒适;能防止雨水和垃圾渗入;安装方便、简单, 易检查且便于养路工操作。由于气温变化, 混凝土收缩与徐变、各种荷载所引起的桥梁挠度、桥面纵坡及行车制动力等因素的影响, 桥梁伸缩缝装置产生早期破坏、缝体变形和现浇砼表面局部剥落甚至破损等病害。

1 工程概况

312国道浦珠公路起于大桥北小堡, 终于浦口龙华转盘, 全长10.744km, 全线位于浦口境内, 是连接江苏省会南京和安徽合肥的重要通道。随着南京市江北地区开发战略实施逐步加快, 该路正发挥着日益重要的作用。并且这段公路体现出的服务水平也提出了更高的要求。全线共有中小桥11座, 其中中桥2座, 小桥9座, 桥面宽度为24.5m, 上部结构均为混凝土简支梁结构。

笔者通过对全线桥梁调查发现, 全线共有9座小桥未设置伸缩缝, 二座中桥已设置伸缩缝。未设置伸缩缝的桥梁, 桥头与路面接线处均有不同程度的裂缝和桥头跳车现象, 而设置伸缩缝的桥梁, 伸缩缝异物堵塞严重, 需要及时清洁。根据调查, 总结出现的问题有: (1) 桥头不均匀沉降, 裂缝; (2) 橡胶条脱落, 预埋钢筋裸露; (3) 伸缩缝异物堵塞。

2 桥梁伸缩缝病害产生的主要原因

造成桥面伸缩装置破坏的主要原因包括以下几方面。

2.1 设计方面引起

设计时梁端部未能慎重考虑, 在反复荷载作用下, 梁端破损引起伸缩装置失灵。有些桥梁结构, 桥面板端部刚度不足, 当桥面板受到汽车荷载作用时, 因翼板较薄, 横向联系较弱, 导致桥面板反复变形过大;伸缩量计算不准确, 没有考虑到伸缩装置安装时的实际温度对伸缩装置的影响, 伸缩装置本身无法或很难调整初始位移量, 选型不当, 采用过小的伸缩间距, 导致伸缩装置破损;一些设计是将伸缩装置的锚固件置于桥面铺装层中, 与主梁 (板) 连接的部分很少, 而且力的分布不容易传递, 微小的变形可能演变成大的位移, 最终导致砼粘结力的失效;使用粘结或橡胶材料等制造的新型伸缩装置, 材料和结构选择不当, 防水、排水设施不完善, 造成锚固件受腐蚀, 梁端和支座侵蚀严重;设计上未严格规定伸缩装置两侧的后浇砼和铺装层材料的选择、配合比、密实度和强度, 产生不同程度的破坏, 致使伸缩装置营运质量下降。

2.2 施工方面引起

对桥梁伸缩装置施工工艺重视不够, 未能严格掌握施工工艺和标准, 并按安装程序及有关操作要求施工, 致使伸缩装置不能正常工作;伸缩装置两侧水泥砼和沥青砼铺装层结合不好, 碾压不密实, 容易产生开裂、脱落。加上刚柔相接, 容易产生台阶, 最终引起伸缩装置的破坏;后浇砼 (或其它填充料) 浇注不密实, 时常出现蜂窝、空洞等, 达不到设计的强度要求, 难以承受车辆荷载的强烈冲击。有时提前开放交通, 致使过渡段的锚固混凝土产生早期损伤, 从而导致伸缩缝营运环境下降;伸缩装置安装是桥梁施工最后几道工序之一, 为了赶竣工通车, 忽视内部质量管理, 施工人员疏忽大意, 伸缩装置锚固钢筋焊接的不够牢固或产生遗漏预埋钢筋的现象, 梁端伸缩缝间距人为地放大和缩小, 定位角钢位置不正确, 给伸缩缝本身造成隐患, 质量不能保证。

2.3 养护不周及外界因素导致

原有桥梁铺装层逐渐老化, 得不到及时经常的维修, 因此破坏不断扩展;落入伸缩装置的砂土、杂物未能及时认真地清扫, 使原设计的伸缩量不能保证;车辆荷载增大, 交通量增加, 车辆的冲击作用也随之明显变大。桥梁超载情况不能得到有效控制, 超载车辆自行上桥, 对桥梁伸缩装置的有效使用和耐久性带来严重威胁;地震等其他恶劣气候条件的影响。

3 桥梁伸缩缝设计与施工应注意的要点

3.1 采用D60型伸缩缝

放样切槽, 现场根据缝体两侧混凝土有无破损, 确定是否超宽 (标准切宽两侧合计为60cm) 切制;将原上部结构铺装层间的桥面筋裸露并修整, 如无预埋筋或不足应增设膨胀螺栓植入筋;在缝隙处视情况设置浇注用的人工吊模, 模板采用1cm厚的工艺胶合板;在与锚板对应处, 视情况凿出新的槽口后, 清理缝隙, 以便补强就位;调整预埋筋位置, 在缺筋的槽口内垂直缝隙方向上, 位于两锚板间以间距20cm布设Φ16以上“7”字型螺纹钢加固主筋;将锚板和裸露的原设筋焊成一体;在锚板中部和两板之间的中部植入加强筋, 并填充环氧于孔中, 于临近锚板处焊为一体;锚固钢筋植入长度范围是12d~15d;按常规条件下补设φ16纵穿筋, 同时在缝体两侧沿桥宽增设Φ8@20防裂钢筋网;在新设缝处填充工艺泡沫隔板后穿入胶条, 上部同样用泡沫分隔保洁;按常规工艺现场浇注≥C40砼于槽口内, 振动时应于两锚板间的斜坡处插入以振捣下部砼致密;适当养生、自洁后开放交通。

3.2 施工注意事项及注意事项

在开工前应精心做好施工组织设计;施工过程做好交通管制;加强施工安全管理及施工质量的管理, 合理安排工期;在开工后应对桥梁进行一次病害调查, 核实和完善设计方的有关调查资料;严格按照施工规范的相关要求进行施工;在施工伸缩缝时需要注意保护桥梁主体结构;伸缩缝安装定位要准确;在开放交通前要对伸缩缝模板进行清理, 缝内决不能遗留杂物;原砼体开凿后与新浇注砼结合需要严格按照规范及时养护。

4 结语

综上所述, 在设置桥梁伸缩缝时应:首先, 随着交通量的增加和汽车荷载的增大, 对伸缩缝的撞击及反复荷载作用也增大。因材料的磨损和疲劳, 以及混凝土桥面板或梁的结合强度不够, 造成伸缩缝埙坏。其次, 伸缩缝未及时清洁, 造成异物堵塞。如出现异物将伸缩缝挤死, 轻者顶坏桥台背墙, 重者挤坏梁头, 使上部结构损坏。具体应作到: (1) 强化工程管理, 实行监理制度。工程实施前做好招投标工作, 杜绝无相应施工资质的队伍进行, 实施中严格实行工程监理制度。施工时严把材料质量关和施工质量关, 合理安排施工进度, 确保工程如期竣工。 (2) 本工程在不中断交通的情况下, 交通控制管理和施工安全管理尤为重要, 直接影响施工进度。 (3) 严格竣工, 保障工期进度、保证工程质量、严格管理、科学施工。

摘要：随着交通量的增加和汽车载重量的增大, 桥面伸缩缝由于设置在梁端构造薄弱部位, 直接承受车轮荷载的反复冲击作用, 而且长期暴露在大自然中, 所处环境比较恶劣, 因材料的磨损和疲劳, 以及混凝土面板或梁的结合强度不够, 是桥梁结构最易遭到破坏而又较难修复的部位。

关键词：桥梁伸缩缝,问题,原因,防治要点