公路桥梁伸缩缝损坏形式分析

公路桥梁伸缩缝损坏形式分析

摘要：本研究针对我国高速公路桥梁伸缩缝进行文献调查，并就国内机关访查取得相关资料两部份，分析各类型伸缩缝的损坏形式及其设计和材料方面影响因素，希望能提供桥梁伸缩缝施工及维护参考。

关键词：公路桥梁；伸缩缝；伸缩缝损坏

本研究根据文献调查与机关访查分析资料，汇整归纳伸缩缝损坏形式及其设计和材料方面影响因素分析。在此将本研究路段桥梁伸缩缝所产生实际破坏形式，依其不同材料结构型式及其设计影响因素分述如下。

1.桥梁伸缩缝所产生实际破坏形式

1.1橡胶伸缩装置

橡胶伸缩缝破坏形式有[1]：1）两侧锚碇混凝土严重开裂破碎、出现坑洞，进而引起橡胶板脱落。2）固定橡胶板的螺栓锈蚀失去作用或被车轮冲击剪断，橡胶板撕裂脱离。3）锚固构件松动，橡胶连接部位破裂，橡胶被拉断脱落。4）橡胶板被拉断，填充料被拉离。5）橡胶板破裂剥离、预埋钢钣外露。6）板式橡胶伸缩缝螺栓盖套脱落、橡胶老化、损伤破坏。

1.2钢制型伸缩装置

钢制型伸缩装置，包括角钢、齿型和竖齿型，出现破坏的形式有[2]：1）锚碇混凝土破裂，角钢伸缩缝角钢断裂，锚碇钢筋断裂脱落。2）竖齿型伸缩缝锚碇构件断裂齿钢钣陷落。3）齿型指钣伸缩缝锚碇螺栓剪断，指钣脱落。4）齿型伸缩缝进桥版锚碇端下陷，造成齿钣转动翘起。5）齿型伸缩缝钢钣及锚碇构件断裂脱落，钢钣在焊接处断裂。6）齿型伸缩缝间积满砂土石块使锯齿间隙卡住，影响伸缩及排水功能。

1.3模组型伸缩缝

模组型伸缩缝损坏形式有[3]：1）支承系统滑动垫块磨损或脱落使钢梁承受过大反复荷重疲劳而断裂。2）控制系统钢梁焊接处开裂致使伸缩缝钢梁下陷。3）钢支承箱底部混凝土浇置不实，造成支承箱松动，将因振动过大而使伸缩缝破坏。4）钢支承箱支承点未座落在混凝土托座上，钢支承箱悬空，荷载后箱体开裂，滑动垫块跳脱进而使钢梁断裂。5）等距弹簧失效轴承杆顶住钢钣而撑开，造成边梁缝距异常，橡胶脱落。6）模组型伸缩缝模缝中填满砂土，影响伸缩缝正常伸缩功能。7）锚碇混凝土破坏因修复后过早开放通车，以致修补混凝土再度破碎，钢梁亦随再次断裂。8）锚碇混凝土破裂，锚碇杆件随断裂进而造成钢梁断裂，钢梁表面以钢钣局部焊接覆盖修补，但混凝土破裂却持续延伸扩大。9）锚碇混凝土受撞击碎裂，伸缩缝边梁弯曲变形，伸缩缝本体扭曲或轨间高差过大，致局部构件承受集中荷重，使中间支撑梁或支撑横梁因而加速疲劳及剪断破坏。10）填缝橡胶破裂脱落。11）等距伸缩弹簧老化损坏。12）支承垫块磨损。

2.设计方面的影响因素

伸缩缝损坏基本原因在设计阶段即已发生，如对桥梁面版端劲度考虑不周、伸缩缝装置本身劲度不够、锚固件强度不足，过大的伸缩缝间距或伸缩量计算错误等都会导致伸缩

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缝损伤破坏；有关前一节所提及损坏形式中，有一部份系因在设计方面未符合需求所引起的[4]。其损坏影响因素归纳为：1）伸缩缝在整个桥梁工程所占的份量不多，一般易被设计人员忽视，因而未对伸缩缝进行周详的考虑与设计。2）有些设计工程师在伸缩缝设计过程中只注重计算桥梁的伸缩量，而对伸缩装置的性能没有全面了解，忽视了产品相应技术的要求。3）设计上未对伸缩缝两侧的锚碇混凝土和铺装层材料选择、配合比、密实度和强度提出严格要求或规定；对于梁端部伸缩缝基座基本需求未加以考虑规范，任由厂商依采用厂牌型式自行设计。4）有些桥梁结构，桥面版刚度不足，当桥面版受到汽车荷载作用时，因翼版较薄，横向联系较弱，导致桥面版变形过大。5）施工说明中规定伸缩缝锚碇如采焊接施工，预留钢筋须使用可焊钢筋，但设计图中常未明白标示，以致现场施工未特别留意而以一般钢筋配置，影响焊接与锚碇品质。

3.材料方面的影响因素

伸缩缝损坏形式另一项影响因素为材料自然老化、任意修改零件尺寸、组装加工间距误差、制造构件长度偏差、构件焊接不良或位置偏差等[5]。有关材料方面所引起的损坏影响因素则归纳为：1）伸缩装置材料如橡胶或填缝剂材质老化、断裂。2）伸缩缝制作时，零组件安装未尽确实，以致承受反覆载重后零组件松脱。3）伸缩缝成品在运输过程或储存不当，导致产生变形或零组件松脱、掉落。4）橡胶伸缩缝材质性能，加劲钢钣的配置，钢钣与橡胶粘接强度以及生产时的温度和湿度的控制不当。5）新旧混凝土交界面接着剂材料使用不当，降低其黏结效果。6）锚固构件焊接品质不良造成电焊处断裂，或焊接不当使应力无法传递。7）有些模组型伸缩缝用的钢梁采用钢钣或型钢焊接组合而成，整体性较差。另有些厂牌采用压条和螺栓锁定密封橡胶带，扣件容易锈蚀断裂，造成橡胶带脱落。

4.结论

根据上述分析，各种型式伸缩缝损坏率以齿型为最低，加上齿型伸缩缝主要以钢钣焊接制造，不论钢材或焊接技术，国内都已达到相当水准，品质稳定，采购、安装、养护维修均较容易，长久以来一般人接受度较高。因此，尔后桥梁伸缩缝设计选用，建议以齿型为优先考虑。设计单位应该对于端隔梁间距应考虑伸缩缝检查及维修作业空间，并于设计图中即予妥适规划、设计。

参考文献

[1]杨兴潮. 更换桥梁伸缩缝施工技术[J]. 交通世界（建养.机械）. 2009（06）

[2]乔龙. 浅谈桥面伸缩缝装置的维修养护[J]. 山西交通科技. 2005（02）

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