橋梁病害之一,橋梁伸縮縫問題
王宏旭 高躍茹 周巍
?。ㄟ|寧省公路質量監(jiān)督站,沈陽110005） （遼寧省公路管理局,沈陽110005） （沈陽中百科技有限公司,沈陽110015）
摘要隨著交通量的增多、重載車輛不斷增加,使伸縮縫出現(xiàn)各種破壞,不及時解決,會給橋
梁各部帶來嚴重破壞,如何找到這些病害形成的原因,并有針對性地采取一些技術措施加以防治,是我們公路橋梁管理的一項主要責任。
關鍵詞橋梁病害伸縮縫公路建設
1 橋梁伸縮縫的常見缺陷
橋梁伸縮縫是位于橋面處,由于設置在梁端構造薄弱部位,直接承受車輛反復荷載的作用,又多暴露于大自然中,受到各種自然因素的影響,因此,可以說伸縮縫是極易損壞、難易修補的部位,經常發(fā)生各種不同程度的缺陷。伸縮縫的常見缺陷根據采用形式的不同而有所區(qū)別,現(xiàn)分述如下:
1. 1 鋅鐵皮伸縮縫
1） 軟性防水材料如瀝青砂或聚氯乙烯膠泥等老化、脫落;
2） 伸縮縫凹槽填入其它硬物,不能自由變化;
3） 鋅鐵皮上壓填的鋪裝層如水泥混凝土或瀝青混凝土等斷裂、剝離;
4） 伸縮縫上后鋪壓填部分發(fā)生沉陷,高低不平;
5） 由于墩臺下沉,出現(xiàn)異常的伸縮,車輛行駛時出現(xiàn)沖擊及躁聲。
1. 2 鋼板伸縮縫
1） 角鋼及鋼筋混凝土梁錨固不牢,使鋼板松動,在車輛行駛的沖擊擺動下,更加速破損;
2） 縫內塞進石塊或鐵夾物,使伸縮縫不能自由伸縮;
3） 排水管發(fā)生破壞損傷或土砂堵塞;
4） 表面鋼板焊接部位破壞損傷;
5） 梳型鋼板伸縮縫在梳齒與承托板的焊接處出現(xiàn)裂縫、更嚴重者出現(xiàn)剪斷。
1. 3 橡膠伸縮縫
1） 橡膠條破壞損傷;
2） 橡膠條剝離;
3） 在橡膠條連接部位漏水;
4） 錨固構件破損、錨固螺栓松脫;
5） 伸縮縫構造部位下陷或凸出;
6） 車輛行駛不適,發(fā)生噪聲。
2 橋梁伸縮縫破損主要原因
?。?） 隨著交通量的增加和汽車載重量的增大,對伸縮縫的撞擊及反復荷載作用也增大。因材料的磨損和疲勞,以及混凝土橋面板或梁的結合強度不夠,造成伸縮縫塤壞。
（2） 伸縮縫接頭為對接時,環(huán)氧樹指沙漿的剝落、斷損、填縫材料硬化與部分脫落是伸縮縫全部破損的原因。
?。?） 大跨徑橋、斜橋、彎橋的伸縫縫因結構形式、固定方式與梁不吻合,也會造成伸縮縫損壞。
?。?） 由于安裝施工不當,伸縮縫裝置和橋面板與橋臺背墻產生垂直錯位,增大車輪的沖擊力,也是伸縮縫和橋面板破壞原因。
3 橋梁伸縮縫破壞的危害
?。?） 伸縮縫破壞反應到路面上,路面出現(xiàn)坑槽,給運行車輛帶來不安全因素,降低道路的通行能力,在社會上造成不良影響。
?。?） 如出現(xiàn)伸縮縫擠死,輕者頂壞橋臺背墻,重者擠壞梁頭,使大梁報廢,更換大梁需要較長的施工周期,也給國家造成重大的經濟損失。
?。?） 由于伸縮縫橡膠條的損壞,路面雜物掉落伸縮縫,卡在縫內遇溫度變化就會將梁頭或橋臺背墻擠壞。橡膠條損壞后遇降暴雨,大量雨水順縫灌入沒有全防的橋頭護坡,使護坡出現(xiàn)大量的水毀現(xiàn)象,由于梁下受凈高的限制,修復時十分困難,給養(yǎng)護增加負擔。
4 橋梁伸縮縫病害的防治與對策
4. 1 計算橋梁伸縮縫的溫度取值是確定安裝預留量的關鍵因素
平原地區(qū)的橋梁,全部暴露在自然環(huán)境中,受諸多自然條件的影響。其中,受吸收和釋放太陽輻射,周圍空間溫度變化和空氣流動的影響,致使橋梁溫度在不斷變化。因此,橋梁在施工后不管有沒有荷載的作用,它一直是處在一個動態(tài)下工作。要了解其是在什么溫度下產生多大變化,發(fā)生多大伸縮,是我們對伸縮縫研究的主要目的。溫度的升降使橋梁產生伸縮,在我們對伸縮選型時,如何對溫度取值進行橋梁伸縮幅度計算是十分關鍵的問題,我們認為最低、最高溫度取值,應該以年度日峰值前后最低和最高溫度六小時的平均值作為計算依據,對橋梁的伸縮量進行計算。因為最高溫度日峰值小時的平均值和最低溫度日峰值的最高和最低六小時的平均值,即可使橋梁的伸縮開口和閉口出現(xiàn)最大值,只要滿足這個最大伸縮量的要求,再加最大荷載時梁頭的轉角變形,考慮橋面溫度的富余量伸縮縫有這個伸縮空間,施工完全達到設計要求,伸縮縫就不會出現(xiàn)大的病害。
4. 2 計算橋梁伸縮縫的諸因素
橋梁伸縮縫計算,首先要進行伸縮縫類型的選型,然后進行計算。計算時要考慮的因素有:第一要考慮溫度的取值;第二混凝土的徐變;第三混凝土的收縮系數(shù);第四橋端部轉角與選用的伸縮縫結合參數(shù)的關系;第五材料線膨脹系數(shù); 第六橋面積溫因素;第七混凝土的彈性模量。
4. 3 伸縮縫安裝時伸縮預留量的調整
受各種因素的影響,伴隨著橋梁結構的變位,伸縮縫也將要產生相應的伸縮變位以順應結構的變位,首先在安裝時要精確對伸縮量進行計算,并考慮一定的富余量,以保證在今后運營中始終處于良好的工作狀態(tài)。
4. 4 伸縮縫安裝季節(jié)的影響
伸縮縫安裝季節(jié)不同,伸縮縫預留富余量應有所不同。如果伸縮縫安裝在夏季,此時是一年四季中溫度最高,不考慮一日之內溫度變化引起的伸縮變化,則在夏季之外的其它三季梁體以伸縮為主,伸縮縫的變位以伸展為主,與混凝土徐變的變位是一致的。如伸縮縫安裝在冬委,則相對冬季而言,其他三季內結構受平均溫度的升高而伸長,也即伸縮收縮,與其混凝土的收縮徐變引起的變位應反向,故伸縮縫的變位在一定量的范圍的內變化。當混凝土變位較小,而溫度變位最大時,伸縮縫收縮量最大。伸縮縫的最大伸縮變位為該收縮量與混凝土徐變變位絕對值之和。
除安裝伸縮縫應時控制好預留量外,還應注意以下的問題:
①產品出廠時對材料的要求;
?、谏炜s縫安裝定位要準確;
?、墼陂_放交通前要對伸縮縫模板進行清理,縫內決不能遺留雜物;
④嚴格控制橋梁主體和臺背的施工精度,不應有跑模和不合圖紙尺寸標準現(xiàn)象發(fā)生。
