橋梁單縫式與模數式伸縮縫的病害及維修養護工藝

李春東 張澄

摘 ?要：通過分析目前高速公路橋梁常用的兩種單縫式和模數式伸縮縫的常見病害，提出了相應的施工方法和養護工藝。引出具體的維修技術方案，達到延長伸縮縫使用年限，保障橋梁結構運營安全，提高橋梁的運營質量的目的。可為公路橋梁伸縮縫養護管理提供理論支持和經驗參考。

關鍵詞：伸縮縫;維修;安全

中圖分類號：U445.7 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0097-02

Abstract： This paper analyzes the common diseases of two common single joint and modulus expansion joints in highway bridges at present， and puts forward the corresponding construction method and maintenance technology. The specific maintenance technical scheme is introduced to extend the service life of the expansion joint， guarantee the safety of the operation of the bridge structure and improve the operation quality of the bridge， which can provide theoretical support and experience reference for the maintenance and management of highway bridge expansion joints.

Keywords： expansion joint; maintenance; safety

引言

數據顯示至2018年底，我國公路總里程突破484.65萬公里，其中公路橋梁數量已超過85.15萬座，全國橋梁總里程數超過5568萬米，正在服役中的伸縮縫超過2000萬米[1]。目前隨著公路交通量急劇增加，人們對行車舒適性、安全性及橋梁的使用壽命等要求越來越高， 高等級公路逐漸由建轉向養的客觀形勢下，橋梁伸縮縫養護效率直接影響公眾服務觀感。本文討論的內容，可以為橋梁伸縮縫養護選擇適當方法提供參考。

1 橋梁單縫式與模數式伸縮縫分類及適用

橋梁伸縮縫裝置是橋梁結構的重要組成部分，目前高等級公路應用單縫式和模數式兩種型鋼伸縮縫較多。

1.1 單縫式型鋼伸縮縫

異型鋼單縫式伸縮裝置的伸縮體完全由橡膠密封帶組成的伸縮裝置，由邊梁和橡膠密封帶組成的單縫式伸縮裝置，適用于伸縮量不大于80mm的公路橋梁工程。從埋置深度上可分為兩種類型。

錨固的槽口深度不一，類型一埋置深度較淺，稱為淺埋式伸縮縫;類型二埋置深度相對較深，為常見類型;類型一的主梁側錨固槽口，其預埋的錨固鋼筋（門式鋼筋）與橋面現澆層內的鋼筋連接，即生根于現澆層;類型二的主梁側錨固槽口，其預埋的錨固鋼筋（L形鋼筋或門式鋼筋）與主梁內的鋼筋連接，即生根于主梁。

1.2 模數式型鋼伸縮縫

由縱梁（異型鋼）、橫梁、位移控制箱、橡膠密封帶等構件組成的伸縮裝置。由V型截面或其它截面形狀的橡膠密封條（帶），嵌接于異型鋼邊梁和中梁內，組成可伸縮的密封體，由異型鋼直接承受車輪荷載，并將荷載傳遞至橫梁，由橫梁傳遞至梁體和橋臺。位移控制箱在伸縮裝置吸收梁端變形時，保證異型鋼間間隙保持均勻;橡膠密封帶起防止雜物進入及防水。模數式伸縮裝置可以根據實際伸縮量的需要，增加中梁鋼和密封體的個數，可組成滿足大位移量的伸縮裝置，一般用于伸縮量大于80mm的橋梁。

單縫式型鋼伸縮縫因錨固深度不同，在伸縮縫維修或更換時，槽口內的橫橋向鋼筋配置也有差異，一般按照淺槽少配筋（多了會影響混凝土澆筑）、深槽適當配筋的原則，對維修區域尤其是拼寬部位的維修區域適量補充鋼筋，設置箍筋、植筋，已達到整體形成骨架，提高整體受力性能和局部抗剪性能。單縫式型鋼伸縮縫結構簡單，應用較多。

模數式型鋼伸縮縫由于產品質量、安裝質量、橡膠體老化、超載嚴重等原因，剪切彈簧過度變形失效或橡膠支座被壓壞，或支撐梁滑落，使得支撐梁與位移箱出現空隙，車輛經過時，型鋼沖擊力過大，產生振動碰撞，導致斷裂。伸縮縫在損壞時，往往需要整條更換。對于該類縫，一定要及早發現、及早處置。

2 伸縮縫的病害檢查和評定處置

橋梁的熱脹冷縮、收縮、徐變、活載的作用等均能引起梁體的縱向變形，導致梁端發生縱向位移。為滿足這種變形，就需在梁端與橋臺之間和橋面非連續處設置構造縫，并安裝能滿足梁端伸縮變形及受力要求的裝置，這種構造縫及伸縮裝置即為橋梁伸縮縫。伸縮縫長期暴露于空氣中，且頻繁承受車輛荷載的沖擊，在頻繁沖擊作用下使得原本較薄弱的梁端更容易破損，雨水積留于破損空隙，噪音增大，而且雨水還會通過伸縮縫滲入梁體，危及橋梁及行車安全[2]。

2.1 伸縮縫主要病害類型

單縫式異型鋼伸縮縫的主要病害包括：混凝土開裂、混凝土破損、型鋼斷裂、型鋼變形、縫隙過小、型鋼抵緊、縫隙過大、橡膠止水帶破損、伸縮縫堵塞等。

模數式伸縮縫的主要病害包括：混凝土開裂、混凝土破損、型鋼斷裂、型鋼變形、中梁下沉、縫隙過小、型鋼抵緊、縫隙過大、橡膠止水帶破損、伸縮縫堵塞等。

2.2 伸縮縫主要病害評定和處置

伸縮縫病害應在日常巡查和經常檢查中及時發現、及時處置。按照病害的類型、嚴重程度以及可能對行車安全造成的影響等因素評定等級，在多道伸縮縫需要同期維修時，應按照嚴重程度，分輕重緩急組織實施。伸縮縫病害嚴重程度分I、II兩級：I級需要安排維修;II級需要安排更換或局部更換。注意嚴禁采用重型破碎機、鑿巖機破碎混凝土，當混凝土鑿除體量較大時，應增加切割機、電錘、風鎬等切割、鑿除設備的數量和相應的人工，分段切割、有序破碎。鑿除完成后，對槽口的底面、側面，采用電錘進行修整（不得再用風鎬）。

3 伸縮縫的維修處置工藝流程

3.1 拆除舊縫和清槽

進場前，現場確定伸縮縫砼鑿除區域，對鑿除區域用粉筆或記號筆標識。在標示線處采用切割機進行豎向切割（深度為保護層混凝土厚度2～3cm，不得損傷鋼筋，以區分鑿除區域），用電錘在鑿除區域的邊界內側，沿切割線豎向打孔（深度為錨固混凝土深度），然后用風鎬鑿除混凝土。橋臺側應鑿除到原有背墻頂面;橋面處一般應鑿除到主梁的頂面，不得損傷主梁。

3.2 整理和焊接鋼筋

植筋參照《公路橋梁加固施工技術規范》（JTG/TJ23-2008）附錄A的相關要求。

當橋臺背墻內或主梁內預埋的錨固鋼筋間距與伸縮縫型鋼固定鋼筋存在差異時，應按照伸縮縫固定鋼筋間距重新植入豎向錨固鋼筋，間距一般為20cm，以實際情況為準。當原錨固槽內U形或L形鋼筋斷裂時，應按照等強、等規格原則補充鋼筋;同時，應符合原伸縮縫設計圖紙的要求。盡量避免點焊連接，采用單邊、雙邊焊接，保證足夠的焊縫長度。

植筋膠固化后方可鋼筋連接施工，焊接過程中應采取措施有效降溫，避免影響植入鋼筋的實際錨固效果。植筋膠固化后，應進行拉拔試驗。為盡量節約維修時間，減小交通影響，拉力達到錨固力特征值的90%即可。當型鋼發生斷裂，但型鋼未明顯變形且混凝土尚未開裂破損時，應立即安排在斷裂處型鋼頂面焊接一次;如型鋼已變形，應予以更換處理。當型鋼發生斷裂，且混凝土已發生明顯的開裂破損時，應進行局部維修，對破損混凝土鑿除重澆;型鋼更換時，采取對伸縮縫兩側型鋼同步更換的方式，更換長度可為車道寬度的整數倍，視現場情況而定。

3.3 安裝

對接時，應將兩段伸縮縫上平面置于同一水平面上，使兩段伸縮縫接口處緊密靠攏，并校直調正。為保證焊縫飽滿，宜采用CO2氣體保護焊，用高質量的焊條，逐條焊接;焊接時宜先頂面、再側面、最后底面，分層焊接，確保質量，并及時清除焊渣。伸縮縫安裝最好選在環境溫度變化不大的時段，安裝時伸縮縫中心線與梁端中心線相重合，最大偏差不應超過10mm，然后穿橫向聯接水平鋼筋。安裝時，整個伸縮縫要多點墊起，避免下撓變形，并校正到與兩側瀝青砼路面縱、橫坡大致吻合。固定時，應沿更換伸縮縫的一端向另一端，每隔2～3個錨固鋼筋依次將伸縮縫邊梁上的錨固裝置與預留槽內的預埋鋼筋焊一個焊點，以保證抄平后的伸縮縫不再發生變位。若有路拱時，伸縮裝置的固定應從拱頂中心向兩端，對稱地采用每隔2～3個錨固鋼筋焊一個焊點的方式，依次將伸縮裝置的固定裝置與預留槽內的預埋鋼筋焊接。臨時固定后對伸縮裝置的標高再復測一遍，確定在臨時固定過程中未出現任何變形或偏差后，將伸縮裝置邊梁兩側的錨固板、錨固筋與預埋鋼筋焊接，再將伸縮縫上的錨固鋼筋與預埋鋼筋在兩側同時焊牢，焊縫長度均不小于5cm，最好一次全部焊牢。如有困難，可先將一側焊牢，待環境溫度達到預定的安裝氣溫時，再將另一側全部焊牢。

3.4 澆筑砼

砼澆筑前須用塑料布加土工布覆蓋路面，并用膠帶紙封好邊緣，防止水泥漿污染路面。砼澆筑標高與路面標高高差控制在-2mm之內，澆筑結束后覆蓋養生。宜分兩階段澆筑，第一次澆筑至略高于型鋼底面，第二次澆筑剩余部分，但兩次澆筑混凝土不得有施工冷縫。收面要做到“內實外光”“到邊到角”，收面后表面應平整、光潔，嚴禁出現砂、石裸露可見、浮漿等問題，要做到收面均勻。

4 質量檢測

進場的伸縮縫應附有合格證、質量保證書、出廠檢驗報告等，其包裝應完好無損，并及時組織相關人員按《公路橋梁伸縮裝置》（JT/T327-2004）標準驗收。

檢查選用的水泥、鋼筋等主材的產品合格證書是否齊全。伸縮縫必須錨固牢靠，伸縮性能有效。施工過程中驗收鋼筋設置是否正確，鋼筋綁扎與焊接是否滿足要求，補植鋼筋與伸縮縫型鋼連接是否牢固。砼養生結束后，檢驗回彈強度是否滿足砼的設計要求。大型伸縮縫與鋼梁連接處的焊縫應做超聲檢測，檢測結果須合格。伸縮縫處不得積水。

5 結束語

目前隨著車輛保有量的逐年增長，社會公眾對路況服務要求期望較高，伸縮縫損壞作為常見的道路病害，伸縮縫損壞不僅會影響行車安全和舒適性，還會對橋梁整體結構造成威脅，所以一定要加強對橋梁伸縮縫的日常養護管理，對于開始局部損壞的伸縮縫應及時進行維修，為消除潛在的行車重大安全隱患，在維修質量和及時性上都需要特別關注，特別是在流量大、車速快的高等級公路上更需要管養單位高度重視，確保伸縮縫處于良好的工作狀態。

參考文獻：

[1]陶龍.高速公路橋梁伸縮縫破損原因及修補[J].現代物業旬刊，2018，419（04）：227.

[2]趙鋼強，丁一.橋梁伸縮縫病害分析[C]//河南省土木建筑學會2008年學術大會論文集，2008.