浅析高速公路上桥梁伸缩缝的早期破坏原因及病害处置

浅析高速公路上桥梁伸缩缝的早期破坏原因及病害处置

【摘要】高速公路桥梁伸缩缝装置是整个桥梁结构的薄弱环节之一，往往出现早期破损，达不到设计使用寿命。从伸缩缝设计和安装方面出发，对其破坏机理进行了分析，并给出了防治措施。本文就桥梁伸缩缝早期破坏原因进行分析，并给出了相应的解决办法，供伸缩缝施工时参考。

【关键词】桥梁伸缩缝病害

桥梁伸缩缝是指为适应材料胀缩变形需要而在桥梁上部结构中设置的间隙，为使车辆平稳通过桥面，在桥梁伸缩缝处设置的由橡胶和钢材等构件组成的各种装置称为伸缩缝装置。

1 伸缩缝产生早期破坏原因

1.1 设计原因

（1）对桥梁伸缩装置是设计人员忽略的一个环节，对其重要性重视程度不够，在设计过程中只注重计算桥梁的伸缩量，并以此进行选型，常常对伸缩装置的性能了解不透彻，忽视了产品的相应技术要求。

（2）由于有些伸缩缝在出厂时暂标定预留量都是按照该型号缝的1/2标定出厂，与实际的环境不相符，到工地安装，预留的伸缩量就明显不合标准。

（3）是由于伸缩缝安装时未根据或测量当时的气温错误而设置的预留伸缩量，导致高温时伸缩量不足而混凝土拱起开裂现象。另外，相邻伸缩缝所在的梁端有杂物甚至混凝土，使得相邻伸缩缝不能够自由伸缩，导致该道伸缩缝伸缩量过大而出现混凝土拱起开裂现象。

（4）有些桥梁结构，桥面板的刚度不足，当桥面板受到汽车荷载作用时，因翼板较薄，横向联系较弱致使刚度不足，导致桥面板变形过大，造成桥面与伸缩装置分离。

（5）没有对伸缩装置两侧的后浇混凝土和铺装层材料选择、配合比、密实度和强度提出严格很高的要求或规定；在使用橡胶材料、粘结材料等新型式的伸缩装置，没有正确的选定构造和材料；防水、排水设施设计不合理，由于漏水、溢水使锚固件受腐蚀，梁端和支座侵蚀严重等等，成为破坏的原因。

1.2 施工原因

（1）留锚固筋压坏，致使伸缩装置预留的锚固筋与伸缩缝的钢筋连接强度不够，浇筑混凝土后伸缩缝整体刚度不足，在高速重载车的作用下，易造成伸缩缝处混凝土出现松散脱落。

（2）伸缩缝混凝土浇筑完成后未及时养护或养护不标准，导致混凝土表面出现比较多的裂缝，且局部混凝土强度偏低，在移动荷载的反复作用下，伸缩缝处的混凝土出现局部损伤。

（3）安装伸缩缝后浇筑混凝土的侧模板支护不合格不稳固，振捣混凝土时使台背与耳墙实际预留的缝宽不足或浇死，安装后伸缩缝不能自由的伸展，伸缩缝失效。

（4）构件预埋筋的埋设过低或过高，以及前后错位致使伸缩缝锚筋无法按设计要求正常搭接长度的情况普遍存在，有的为了省事，甚至漏埋预埋筋，导致伸缩缝装置安装不平整或锚固体系连接不稳。

1.3 养护不周及外界的影响

（1）伸缩缝桥面装置不合格，桥面的砂土、杂物未能及时认真地清扫，从而进入了伸缩缝装置，使原设计的伸缩量不能够得到保证；（2）原有桥梁铺装层逐渐老化，得不到及时的维修，因此破坏不断扩展；（3）车辆荷载增大，交通量增加，车辆对伸缩缝装置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，超载车辆等不到有效地控制，对桥梁伸缩装置的有效使用和耐久性带来严重威胁；（4）地震等其他恶劣气候条件的影响。

2 伸缩缝早期破坏的处置

2.1 影响桥梁伸缩量的诸因素及温度取值的方法

在对桥梁伸缩缝选型时，我们要考虑：温度取值；混凝土的徐变；混凝土的收缩系数；桥端部转角与K值的关系；材料膨胀系数；桥面积温等因素30%富余量；混凝土的弹性模量。其中计算桥梁伸缩的温度取值是确定安装预留量的关键因素，因为桥梁是全部暴露在自然环境中，受各种客观因素的影响。因此，桥梁从施工后不管有没有荷载的作用，它一直是处在一个动态状态下在工作。我们要了解其是在什么温度下产生多大变化，将发生多大伸缩，以保证伸缩缝在今后运营中始终处于良好的工作状态。结合大量实验与实践情况研究，我们认为最低最高温度取值，应该以年度日峰值前后最低和最高温度六小时的平均值做为计算依据，对桥梁的伸缩量进行计算。因为温度日峰值的最高和最低六小时的平均值，即可使桥梁的伸缩开口和闭口出现最大值，只要满足这个最大伸缩量的要求，再加最大荷载时梁头的转角变形，施工完全达到设计要求，伸缩缝就不会出现大的病害。

2.2 重视梁板预埋钢筋的质量

控制梁板预埋钢筋不到位是非常普遍的质量问题。由于预埋筋位置不准，导致伸缩缝与梁板的连接无法达到设计要求。这就需要伸缩缝施工单位采取了必要的措施，但在实际工程中对这些措施能否满足设计要求无法判断，只能够评经验。

所以，在工程施工过程控制中，施工单位技术人员与监理均应高度重视预埋钢筋，认真检查验收。如当梁体预埋的钢筋与伸缩缝螺栓无法正常焊接连接时候，应该采用植筋，种植钢筋直径、种植深度、所用胶水类型等应满足设计要求，并进行一系列实验，如抗拨试验。

2.3 严格控制伸缩施工工艺，强化过程控制

混凝土施工要规范，在浇注水泥混凝土桥面铺装之前将梁端堵好，加强养生工作，尽量避免出现早期裂缝。伸缩缝安装人员需有一定的专业素养，要认真阅读、熟悉伸缩缝安装图。还要密切注意与伸缩缝安装有关的预埋、预留是否正确与准确。

沥青混凝土桥面铺装应在伸缩缝安装前连续摊铺完成，应先不予留伸缩缝位置，按标记放伸缩缝两边线，待摊铺完成后，采用无齿锯沿两边线切割沥青桥面铺装层，切缝应整齐无损，以保证伸缩缝的平整度等，伸缩缝要做到彻底清理，防止伸缩缝混凝土浇筑时，浆体流入伸缩缝内，安装施工前要将梁端或梁与背墙间缝隙内的所有杂物清除干净。值得注意的是应认真立模，防止混凝土漏浆。伸缩缝施工好后应再次检查梁缝隙内有无混凝土漏浆，若有应及时清除。

2.4 提高混凝土强度是应对其破坏的关键因素

在伸缩缝处使用钢纤混凝土代替普通混凝土，以此达到提高受拉区混凝土的抗裂性能。在水泥中掺入早强剂等措施，使混凝土提高早期强度，避免混凝土因早期强度不够而破坏。