淺談橋梁型鋼伸縮縫破損及修復

高兆光

【摘 要】以金六公路橋梁型鋼伸縮縫維修為例，介紹了型鋼伸縮縫病害的情況，分析了病害成因，并闡述了維修方案、施工步驟、工藝及注意事項。

【關鍵詞】型鋼伸縮縫；病害；成因；維修；施工。

型鋼伸縮縫有造價安裝簡便、結構簡單地、安裝及維修費用低等特點為，可用于小橋至特大橋各種橋梁。目前，隨著云南高等級公路里程的增多，公路橋梁也隨之增多，型鋼伸縮縫使用也越來越多。但隨著使用年限的增長，型鋼伸縮縫的破損也越來越多。

以金六二級公路為例，2003年開工，2012年交付使用。在交付使用之前，就已經對破損的型鋼伸縮縫進行過兩次至3次維修。2013年怒江公路管理總段再次對型鋼伸縮縫進行了維修。

一、型鋼伸縮縫的主要病害：

1、伸縮縫錨固區混凝土開裂、脫落、露筋。此種病害，在整條金六公路67座有伸縮縫的橋梁中，最為常見。位置多位于中部至兩側3m以內，也就是車行道范圍內。

2、伸縮縫鋼筋型鋼斷裂、上下或左右錯位，甚至翹起變形，嚴重影響行車安全。

3、止水帶老化、斷裂、脫落，伸縮縫滲水嚴重，污染梁體或橋臺。

4、整條伸縮縫帶錨固區混凝土整體傾斜、脫空、甚至翻轉。

二、病害主要成因：

經過開挖破損的伸縮縫處后，發現其病害主要成因如下：

1、錨固區混凝土質量達到設計要求。部分混凝土切開時，較為松散，砂、石級配不合理。混凝土取樣后，抗壓強度不足。其形成原因主要為二級公路邊通車邊安裝伸縮縫，車輛通過速度較快，梁、臺受到車輛沖擊荷載，造成錨固混凝土早期破壞；其次， 在伸縮縫安裝設計中，均要求采用鋼維混凝土進行澆注。可能由于橋梁施工完畢后，路面工程施工間隔時間較長，且鋼纖維用量比較少，施工單位安裝伸縮縫時，為省事未采用先干后濕的拌和工藝，未按照二次投料三次拌和程序拌和，造成鋼纖維結團，甚至未放入鋼纖維，造成錨固混凝土韌性不足，脆性破壞。此外，還與混凝土施工配比不合理、混凝土的澆注工藝、混凝土養生不足有關系。

2、伸縮縫預埋鋼筋位置不正確，或錨固鋼筋數量較少。多數開裂的混凝土切開后，大多數均出現橋面鋪裝伸縮縫預埋鋼筋嚴重偏離安裝位置，偏離設計位置為10～20cm。造成錨固鋼筋與型鋼之間的連接鋼筋過長，型鋼下方混凝土壓力過大，超過混凝土抗壓極限。在錨固區，發現錨固鋼筋過少的橋臺臺帽頂或橋面處，伸縮縫錨固混凝土大多出現整塊大面積混凝土脫落，有的甚至整塊脫落、側傾的現象。主要原因是在伸縮縫混凝土直接承受車輪的反復沖擊作用，而錨固鋼筋又少，造成型鋼處安裝焊接鋼筋斷裂或焊縫脫落，最終形成伸縮縫混凝土和背墻或橋面鋪裝混凝土結合不好，形成兩張皮，產生整塊或局部脫落。

3、錨固區混凝土太薄。部分橋梁伸縮縫錨固混凝土切開后，發現其厚度只有4～6cm。其原因是施工時，標高控制不當，造成橋面鋪裝混凝土、臺背混凝土過高。

4、伸縮縫與實際縫寬出入太大。金六公路型鋼伸縮縫主要型號為CD40、CD60、CD80。其中少數幾道伸縮縫經切開后，發現實際梁板與臺背之間距離大于伸縮縫安裝的寬度，有的甚至超過4cm。主要原因是橋梁吊裝時安裝位置不準確，實際縫寬過大，而伸縮縫采用原有型號，保持原有寬度，造成伸縮縫型中的一側型鋼下方錨固混凝土受力不均，產生混凝土襞裂現象，混凝土折斷，時間一長，型鋼與焊接鋼筋、混凝土脫離，型鋼上下錯位、左右錯位，型鋼下方混凝土脫空，型鋼翹起，甚至彎曲變形。

三、伸縮縫的維修

（一）、施工方案

根據橋梁竣工圖及行車干擾、車輛沖擊力的影響，金六公路橋梁伸縮縫維修在不中斷交通的情況下，采用半幅交替施工方案無師自通 維修。此方案主要有以下幾點：

1、錨固混凝土破損處采用C50鋼纖維混凝土進行修復處理。

2、根據統計情況及實際縫寬，對破損的止水帶、型鋼伸縮縫進行采購及更換。

（二）、施工準備

1、確定C50鋼纖維混凝土標準配比及施工配比

①、對沿線近90公里的路段砂、石場，進行調查，并對砂、碎石等原材料進行了相關試驗。

②、確定減水劑、鋼纖維等外加劑的配比用量。

③、進行標準試驗，確定標準配比。

④、對現場的砂、石材料取樣，并進行含水量等試驗，調整砂率、水灰比，確定施工配比。

2、根據試驗要求，采用砂、石、水泥、水泥外加劑、伸縮縫等材料。

3、準備了施工機具，如切割機、風鎬、電焊機、混凝土攪拌機、發電機、運輸車輛、安全標志牌等。

（三）、伸縮縫維修施工

在施工階段，一般可分為開槽清理、焊接安裝、混凝土澆注、混凝土養生、安裝止水帶這5個步驟。

1、開槽清理

首先應在開槽前，對病害區域進行劃線。劃線一般采用直線，這樣有利于用切割。劃線范圍一般比病害范圍稍大2～5cm。劃線完畢后，進行切縫。切縫完畢后，采用風鎬進行開槽。開槽后，對預埋筋及錨固鋼筋進行除銹處理，并對預埋鋼筋附著石粉漿、泥漿等進行清理。檢查開槽后的持力層混凝土，若發現持力層有松散現象，對松散層繼續進行人工清理，確保持力層混凝土堅硬；若發現開的槽過淺，達不到設計要求的最小值10cm時，再繼續往下鑿橋面鋪裝或臺背混凝土，以確保錨固混凝土最低厚度；若持力層混凝土光滑或無鑿毛處理痕跡，采用人工進行鑿毛得理，以確保混凝土的連接。最后，采用清水對開槽部位進行清理，并及時吸走槽中的水，確保槽內干凈。

2、焊接安裝

在焊接安裝前，應考慮到安裝時的氣溫與出廠時的氣溫是否有較大出入。若有，在伸縮縫安裝之前應調整安裝定位的空隙值。然后設計或竣工圖對伸縮縫連接鋼筋與錨固鋼筋進行焊接。若發現伸縮縫預埋鋼筋位置離型鋼過遠，或錨固鋼筋數量較少的情況，可在型鋼附近鉆孔增設錨固鋼筋，鉆孔深度不低于原預埋鋼筋預埋深度，間距為12.5cm，與原設計一致。在焊接安裝過程中，需注意以下幾點：

①、型鋼的平整度應控制在3mm以內。

②、型鋼與橋面高差應控制在2mm以內。

若焊接安裝后不滿足要求，則需進行返工處理，考慮到滿足要求為止。

焊接安裝完畢后，需要對伸縮縫的開口處進行處理，采用泡沫塑料板或木板等塞實，以免混凝土澆注時水泥漿滲透到伸縮縫的橡膠條嵌縫內。

3、混凝土澆注

焊接安裝完畢后，對槽內進行二次清洗，并在槽底及槽口三個方向（除型鋼方向外）涮上水泥漿，方可進行鋼纖維混凝土澆注。混凝土澆注應振搗密實，表面應平整。澆注時，宜高于橋面2mm，以確保混凝土終凝后，不低于橋面標高。

在混凝土拌和及運輸時要注意以下幾點：

①、采用先干后濕、二次投料三次拌和程序。即先放入碎石和鋼纖維干拌，待拌和均勻后，再加入砂，進行拌和；最后再加入水泥、外加劑進行拌和；等所有材料均拌各均后，再加入水進行拌和。此種方法，可確保鋼纖維不結團、纖維分布均勻。

②、嚴格控制拌各時間，總拌和時間不宜超過5min，以免鋼纖維結團。

③避免長距離運輸，采用現場拌和最好。

4、混凝土養生

混凝土澆注完畢后，接下來是最容易忽視的環節—混凝土養生。在養生時要注意以下幾點：

①、混凝土終凝后，立即采用雙層土工布覆蓋澆水養生，確保24小時混凝土表面濕潤。灑水養生不低于7天。

②、為確保混凝土養生質量，應卦閉混凝土養生的車道。在伸縮縫前后一定距離內設置車輛慢行、并道等標志及相應的并道措施，封閉一側車道，并使過往車輛減速慢行，減少相鄰車道行車沖擊的影響。

③、澆筑后，若下雨，必須采取相應的防雨、防水措施。

5、安裝止水帶

經過7天的養生后，拆除泡沫板、木板等，清除縫內的雜物后，即可安裝橡膠止水帶。安裝時，應平整，整潔、順暢。

四、結束語

橋梁伸縮縫屬于雖然只屬于橋梁的附屬結構，但直接影響行車的舒適及安全性，應重視橋梁伸縮縫的安裝及養護工作，以為廣大出行的居民提供優質、舒適、安全的出行服務。