錯列式橋梁伸縮縫創新構造探索

盧永貴 白皓

（四川高速公路建設開發集團有限公司，四川 成都 610041）

一、前言

公路橋梁在運營期間受到溫度升降、梁體混凝土收縮徐變和行車動荷沖擊后，梁體會產生一定程度的位移。這些位移一旦被限制，梁體不能在平行、垂直于橋梁軸線的方向自由變位，將產生巨大的附加應力，附加應力作用于梁體端部、傳遞至墩柱頂面，可能會擠壞梁身混凝土，剪斷樁柱聯結處，破壞梁體和墩柱，最終導致嚴重的安全責任事故。

橋梁伸縮縫本身是為滿足梁體結構自由變形，設置于梁端、橋臺、各聯（孔）上部結構銜接處或橋梁鉸接位置的伸縮裝置。橋梁伸縮縫應伸縮自如無應力，且錨固可靠、穩定性能較高，行車穩定且噪聲低，此外還應具備防水、防塵、防垃圾，安裝簡便易維護等優點。

根據橋梁上部結構變形量大小，國內外開發了各種各樣的伸縮縫裝置，取得了良好的使用效果。但是橋梁伸縮縫設置于梁端，構造復雜、部位薄弱，直接承受車輛反復沖擊荷載，受各種自然因素影響，性能衰減很快，極易損壞，且維護保養工作量大。筆者在調研四川山區高速公路建設工地時發現，現有的某些橋梁伸縮縫構造，在適應四川山區公路建設期保通、滿足油面連續平整攤鋪等現實需求方面，還存在諸多問題。因此，本文將對四川部分橋梁伸縮縫構造在建設、運營期間存在的問題進行分析，研究解決方案，設計探索一種適用于變形量小于12cm的橋梁伸縮縫新型構造。

二、橋梁伸縮縫常見問題

目前在我國高速公路橋梁中使用較為廣泛的是型鋼和梳齒板伸縮縫裝置，約占全部伸縮縫橋梁裝置的90%以上。下文主要闡述了這兩種裝置在應用過程中存在的問題。

（一）建設期間橋梁伸縮縫存在的問題

1.前期設計不足

由于橋梁伸縮縫施工精度要求較高，梁體端頭伸縮縫預留槽設計偏薄，梁端預留錨固連接鋼筋偏少，將會造成型鋼伸縮縫錨固混凝土厚度、寬度不足等問題。如此狹小空間內的伸縮縫裝置由彈性模量各異的多種材料組合而成，混凝土包裹性能差，易造成混凝土松動、黏結力失效等后果。

2.施工精度不達標降低錨固系統性能

梁板預制施工時，施工單位普遍對梁體端頭質量控制重視不夠，導致施工精度達不到設計要求，降低伸縮縫梁端預留預埋錨固系統性能。此外，梁體預制長度參差不齊、安裝誤差較大，形成橋縫處梁體端部犬牙交錯排列，預埋件難以對齊，型鋼安裝時，無法順直對齊中縫，型鋼與預埋件之間的焊接連接顧此失彼，進一步降低錨固系統性能。

3.橋縫處臨時通道維護工程量較大

梁體架設完畢且橋面水泥混凝土找平層實施后，橋縫處下凹的預留槽和凸起的預埋件致使工地交通不便（山區高速便道通行條件極差、運輸效率較低，為了加快工程進度，四川山區高速常常在梁體架設完成后，要求盡快形成施工通道），且施工車輛易破壞預留預埋件，梁端縫中填塞的泡沫板強度低、穩固性差，易被擠壓掉落入縫，臨時找平梁端縫的沙袋、碎石松散易破，易掉落入縫，故橋縫處臨時通道的維護工作量巨大。

4.其他

橋縫處臨時填塞物與相鄰構造的剛度反差較大，油面攤鋪機找平難度大、平整度差、動荷沖擊強。此外，橋梁伸縮縫由多個專業工種聯合完成，工序交接、驗收繁瑣，工程一旦出現問題，易出現推卸責任等情況。且型鋼伸縮縫整體吊裝施工重量大、機械多、安裝調節難、工序繁雜，施工收尾期交通干擾多、振動大、混凝土養生條件差，因此養生期交通管制與保通難度較大。

（二）運營期間橋梁伸縮縫存在的問題

橡膠條易老化、易被偶然侵入的雜物擠壓脫落，且清理工作量大；止水帶常被刺破，易漏水；錨固混凝土易開裂、常破碎，錨固鋼筋常松動、型鋼伸縮縫易斷裂；不透水的錨固混凝土阻斷了瀝青鋪裝層層間排水通道；維修養生周期長、對交通影響大、司乘怨言多、管制費用較高。

三、解決方案

經分析后，筆者認為上述問題的成因主要有以下幾方面：

縫是橋梁結構的薄弱點，橋面鋪裝縫與梁端縫在空間上重疊，臨空懸壁形成通縫、薄弱效應被放大；錨固混凝土體積小，與橋面分期澆筑整體性差；構造復雜、施工參與方多、臨時構造設計壽命短，維護困難；容錯能力低、施工精度要求高。

根據問題和成因，本文提出了如下解決方案，具體如圖1所示：

圖1.解決方案示意圖

使橋面縫與梁端縫錯列；撤銷梁端預留凹槽、預埋凸筋，采用加長螺母套管與梁頂平齊預埋；梁體架設后，把1～2cm厚、50×70cm橋用鋼板以簡支搭接方式（行車方向上游端用大尺寸螺栓固定于螺母套管中，下游端尾構造橋面縫，底部涂抹硅脂油自由滑動）封閉梁端縫，取消臨時填塞設施；在施工橋面縫對應位置的濕接縫時，安裝2個Φ為80mm的PVC滲水管，排除層間水和橋面縫滲入水。橋面找平層混凝土施工時，鋼筋網片在封縫鋼板上與橋面部分連續布置，同時澆筑；按照橋面縫構造寬度切割油面，用透水土工布包裹5mm以上廢舊橡膠顆粒填塞橋面縫，表面以手風琴式耐磨橡膠帶覆蓋，提高整體性。

四、結語

錯列式伸縮縫構造簡單，兼容能力較強，整體性能好，且施工工序交接少；封縫鋼板上部有20cm厚的復合鋪裝層，對車輛有較強的沖擊荷載擴散作用；單元式拼裝勞動強度小，梁體架設完成即可安裝，形成連續通道。但任何一種改進創新，在解決了現存部分問題的同時，會衍生出許多新生問題，需要在工程實踐中不斷優化改進，才能讓一項創新臻于完善。本創新構造尚有很多細節沒有考慮周全，下一步，將在具體工程中應用此創新設想，通過持續改進完善方案，為推廣應用做好準備。