橋梁伸縮裝置適應(yīng)性調(diào)查分析

昌宏哲，周曉華

（1.河南省交通運(yùn)輸廳公路管理局，河南 鄭州 450052；2.舞陽縣公路管理局，河南 舞陽 450000）

0 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，轎車逐漸進(jìn)入千家萬戶，人們對(duì)公路行車舒適性的要求也越來越高。橋梁伸縮裝置，在橋梁結(jié)構(gòu)中直接承受車輪荷載的沖擊作用，并且長期暴露在自然環(huán)境中，使用條件比較惡劣，是橋梁結(jié)構(gòu)中最易破壞而又較難維修的裝置。橋梁伸縮裝置在設(shè)計(jì)、施工上稍有缺陷或不足，就會(huì)引起其早期破壞，這不僅直接造成行車舒適度下降，使乘客缺乏安全感，而且對(duì)車輛的使用壽命也造成影響。橋梁伸縮裝置的破損導(dǎo)致車輛對(duì)橋梁的沖擊作用顯著增加，加劇橋面鋪裝層的破壞速度，甚至影響到橋梁結(jié)構(gòu)的安全。因此，作為以往橋梁設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)及管理中易被忽視的薄弱環(huán)節(jié)，橋梁伸縮裝置正在引起人們的重視。2005年，選取典型路段對(duì)橋梁伸縮裝置的使用狀況進(jìn)行了調(diào)查和分析。

1 橋梁伸縮裝置類型

公路橋梁伸縮裝置種類繁多，本文參考李揚(yáng)海等人編著的《公路橋梁伸縮裝置》，按照傳力方式及構(gòu)造特點(diǎn)，將其分為六類，即無縫式伸縮裝置、填塞對(duì)接式伸縮裝置、嵌固對(duì)接式伸縮裝置、鋼制支承式伸縮裝置、板式橡膠伸縮裝置及模數(shù)式伸縮裝置。本次調(diào)查了G107、S103、S206、G310線上324座橋梁的428道伸縮裝置。伸縮裝置分類統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 橋梁伸縮裝置抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)匯總表

本次共調(diào)查了橋梁324座，其中板梁橋260座，T梁橋24座，箱梁橋13座，拱橋25座，剛構(gòu)橋2座；伸縮裝置共428道，其中無縫式伸縮裝置167道，對(duì)接式伸縮裝置235道，鋼制式伸縮裝置1道，板式橡膠伸縮裝置24道，模數(shù)式伸縮裝置1道。橋梁伸縮裝置以填塞對(duì)接式為主，占總調(diào)查數(shù)量的38.4%；其次是無縫式伸縮裝置，占總調(diào)查數(shù)量的31.8%；嵌固對(duì)接式伸縮裝置占總調(diào)查數(shù)量的16.6%；板式橡膠伸縮裝置占總調(diào)查量的5.6%；其他類型伸縮裝置占7.4%。

2 橋梁伸縮裝置損傷狀況及原因

各路線橋梁伸縮裝置損傷狀況調(diào)查結(jié)果見表2，各類伸縮裝置的破損特征和產(chǎn)生病害的主要原因如表3所示。

表2 橋梁伸縮裝置使用狀況抽樣調(diào)查匯總表

表3 橋梁伸縮裝置破損特征及原因統(tǒng)計(jì)表

表3 （續(xù)）

調(diào)查結(jié)果顯示：

（1）填塞對(duì)接式和板式橡膠伸縮裝置破損率較高；

（2）表2中無縫式伸縮裝置破損率并不高，但是由于其構(gòu)造簡單，與鋪裝層形成一體，因此，其失效率鑒定方法比較模糊，本次調(diào)查主要是以裂縫、坑穴、鋪裝層脫落為標(biāo)準(zhǔn)，由于多數(shù)無縫式伸縮裝置從表面看來只形成一條縫，行車狀況影響很小，因此，多把其歸為完好和一般兩類標(biāo)準(zhǔn)中；

（3）嵌固對(duì)接式伸縮裝置使用狀況良好，調(diào)查的嵌固對(duì)接型伸縮裝置中，完好率達(dá)到66%，失效率僅為16%，可見，嵌固對(duì)接式伸縮裝置使用效果較好，耐久性明顯優(yōu)于其他伸縮裝置；

（4）鋼制支承式伸縮縫在本次調(diào)查中數(shù)量較少，但從調(diào)查的伸縮縫來看，其使用效果一般，存在錨固區(qū)破損、個(gè)別錨釘失效、鋼板銹蝕、伸縮縫處滲漏嚴(yán)重等病害。

3 橋梁伸縮裝置適應(yīng)性分析

通過對(duì)各種伸縮裝置破損狀況的分析評(píng)估，得出以下結(jié)論。

（1）填塞對(duì)接式和板式橡膠伸縮裝置破損率較高，這與此類伸縮裝置的構(gòu)造、施工及產(chǎn)品質(zhì)量均有較大關(guān)系，此類伸縮裝置的構(gòu)造避免不了裂縫存在，從而引起支承體強(qiáng)度降低；同時(shí)，還存在錨固件不牢固，極易引起支承體松動(dòng)，從而裝置整體也隨之破壞。應(yīng)限制此類伸縮裝置的使用范圍，填塞對(duì)接式伸縮裝置不宜在三級(jí)及三級(jí)以上公路橋梁中使用。

（2）從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，無縫式伸縮裝置破損率并不高，但是由于其構(gòu)造簡單，與鋪裝層形成一體，因此，其失效率鑒定方法比較模糊，同時(shí)，受到彈塑體配比和質(zhì)量的影響，容易出現(xiàn)填充物擠出、車轍等病害。另外，對(duì)較大跨徑橋梁來說，由于伸縮量較大，鋪裝層的開裂會(huì)造成嚴(yán)重滲漏，造成支座鋼板銹蝕，墩臺(tái)混凝土侵蝕，混凝土強(qiáng)度降低和主要受力鋼筋銹蝕。因此，應(yīng)根據(jù)橋梁跨徑及當(dāng)?shù)貙?shí)際情況限制此類伸縮裝置的使用范圍，對(duì)于較大跨徑橋梁建議不使用。在實(shí)踐證明彈性固化填充料可靠的情況下，無縫式伸縮裝置適用于變形在20～40mm的三級(jí)及三級(jí)以下的公路中小橋梁中。

（3）嵌固對(duì)接式伸縮裝置使用狀況良好，該種伸縮裝置錨固體系牢靠，增加了伸縮裝置與主梁鋼筋的焊接，同時(shí)采用鋼纖維混凝土埋固，強(qiáng)度高、耐久性明顯；伸縮裝置由專業(yè)化工廠加工制造，整體性強(qiáng)，形狀尺寸控制嚴(yán)格；嵌固件構(gòu)造設(shè)計(jì)合理，伸縮體被嵌固牢靠，同時(shí)具備伸縮和防水功能，而且不會(huì)受到車輛荷載的直接作用，這就使其壽命延長，但使用中需要經(jīng)常清除縫內(nèi)雜物，一旦出現(xiàn)老化、斷裂、孔洞應(yīng)及時(shí)更換。從設(shè)計(jì)上而言，嵌固對(duì)接式伸縮裝置比較合理，耐久性明顯優(yōu)于其他伸縮裝置。嵌固對(duì)接式伸縮裝置是目前應(yīng)該推薦使用的型式之一，適用于變形在40～80mm的三級(jí)及三級(jí)以上的公路橋梁中使用。

（4）從調(diào)查的情況來看，鋼制支承式伸縮縫使用效果一般。因?yàn)闃?gòu)造上存在錨固件與伸縮體焊接質(zhì)量很難保證，其整體性和牢固性欠缺；有的使用螺釘錨固，極易松動(dòng)，加上外形尺寸難以控制、鋼板銹蝕、伸縮縫處滲漏等因素，使該伸縮裝置存在制作及安裝復(fù)雜、翻修率較高、使用效果不理想等問題。因此，應(yīng)慎重考慮其使用范圍，大位移量伸縮裝置可考慮采用模數(shù)式伸縮裝置代替。

（5）模數(shù)式伸縮裝置一般在大型橋梁中大位移量伸縮裝置中采用，此類伸縮裝置均為工廠化整體加工。從使用情況看，模數(shù)式伸縮裝置基本穩(wěn)定，病害較少，適用于各級(jí)公路大跨徑橋梁。

4 結(jié)語

由于簡易伸縮裝置（無縫式、填塞對(duì)接式）造價(jià)較低，施工簡單，深受歡迎。但隨之帶來的問題是耐久性差、破損嚴(yán)重、維修頻繁。因此，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，有計(jì)劃、有步驟地對(duì)伸縮裝置進(jìn)行改造，在較高等級(jí)公路中逐步淘汰破損嚴(yán)重、使用效果差的簡易伸縮縫，更換成堅(jiān)固耐用的新型伸縮裝置，如嵌固對(duì)接式伸縮裝置，以改善運(yùn)營條件和降低養(yǎng)護(hù)成本。

[1] 李揚(yáng)海.公路橋梁伸縮裝置[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 趙衡平.彈塑體伸縮裝置應(yīng)用探討[J].國外公路，1998（3）：40-44.