淺議《JTG F80/1—2017公路工程質量檢驗評定標準》中伸縮裝置的安裝實測項目

張 溪

（山西省交通建設工程質量檢測中心（有限公司），山西 太原 030006）

橋梁因溫度變化、荷載作用等因素會產生伸長形變和短縮形變，若不能解決此自然規律，產生的應力會損壞橋梁結構、影響橋梁的功能、縮短橋梁的使用壽命，行車的安全性和舒適度也會受到直接影響。橋梁伸縮裝置是公路橋梁路面的重要組成部分，主要用于適應混凝土橋、鋼結構橋的溫度伸縮，混凝土及預應力混凝土橋梁的收縮和徐變，橋梁梁部結構在荷載作用下的伸縮位移等所引起的橋梁伸縮位移，以保證橋上車輛通行的安全性和舒適性。《JTG F80/1—2017公路工程質量檢驗評定標準》[1]中規定了橋梁伸縮裝置安裝實測項目，這是檢驗伸縮裝置安裝是否到位的依據，也是保障伸縮裝置質量、功能及使用壽命的重要保障。然而經過調查，近年來在施工過程和交竣工驗收中通過安裝實測項目檢測并合格的伸縮裝置中，有不少還未滿設計使用年限就出現了損壞情況，甚至直接導致橋梁受損，同時二次維修和更換又會因封堵交通產生安全隱患，再次投入的人工、材料成本更大，還會造成不良的社會輿論影響。分析這些病害產生的原因，并通過合理的實測項目控制伸縮裝置的質量和壽命，刻不容緩。

1 發現的問題

a）伸縮裝置因在最高氣溫頂死、冬天膠條拉脫而產生的縫體損壞。

b）梁端間隙（梁與梁、梁與橋臺之間的間隙）存在堵塞情況，如存在石塊、施工垃圾、因跑模漏漿形成的多余混凝土等，影響正常收縮。

c）存在漏水現象，橋梁的支座因銹蝕提前損壞，影響了橋梁的壽命。

d）橋梁伸縮裝置的混凝土結構物碎裂。

e）驗收過程中發現伸縮裝置的橫坡、縱坡實測值與設計圖紙不符。

2 原因分析

a）伸縮裝置在夏天頂死、冬天膠條拉脫或單元平均伸縮量大于8 cm，主要是在設計時未能正確考慮橋梁伸縮影響因素及安裝環境溫度與當地極端環境溫度對伸縮縫預留縫隙的影響。

（a）伸縮縫設計時需考慮伸縮縫承擔的理論有效長度、橋梁梁體材料溫變、橋梁材料徐變、橋梁徐變完成時間、橋梁結構及載荷作用的影響。對于簡支梁連續橋梁的有效理論長度以兩條伸縮縫間的平均距離計算兩側之和，若中間有固定支座，就應以固定支座位置計算有效長度；橋梁梁體材料溫變應以當地極端溫差引起的橋梁伸縮變形進行計算。在考慮徐變及載荷作用時，進行的理論計算較為復雜，在實際運用過程中，考慮溫度、徐變對橋梁伸縮的影響多以經驗公式進行驗算，在實際運用過程中也驗證了這種方法的可靠性。

當伸縮裝置提供的伸縮量與橋梁熱脹冷縮產生的形變量相比偏小，不足以滿足橋梁的形變需求，最終在形變產生的應力作用下就會出現頂死、單元縫隙過寬或拉脫。所以，伸縮裝置的伸縮量C應不小于伸縮裝置應對氣溫升高時橋梁膨脹產生的膨脹量所需的縮短量C-與應對氣溫降低時橋梁收縮產生的收縮量、混凝土凝結過程中收縮以及后期徐變產生的收縮量所需的伸長量C+之和，即

式中：β是伸縮裝置的富余系數，是對伸縮量充足的一種保障，一般取1.2～1.4；Δlt+為氣溫升高時橋梁膨脹產生的膨脹量；Δlt-為氣溫降低時橋梁收縮產生的收縮量；Δls為混凝土凝固成形過程中產生的收縮量；Δlc為混凝土徐變產生的收縮量[2]。

（b）伸縮裝置的設計型號不匹配，選取的伸縮縫位移量過小，如需要安裝160型伸縮裝置的位置安裝的是80型伸縮裝置，直接影響了伸縮量C，使得伸縮量不足，從而導致伸縮裝置頂死或膠條拉脫；如果需要安裝160型伸縮裝置的位置安裝的是更大位移的伸縮裝置，則增加了不必要的成本，造成了浪費，不建議這種過度設計。

（c）在伸縮量和伸縮裝置的選型均是合理的情況下，安裝時伸縮裝置的預留間隙大小不合理，剩余的伸縮量不足以應對溫差變化導致的橋梁形變，有高溫時頂死現象的可能，在遇極端高溫天氣時，伸縮裝置就會頂死。換言之，預留的應對橋梁膨脹的短縮量C-過小，氣溫升高后橋梁持續膨脹，膨脹量超過了伸縮裝置可以縮短的量，即Δlt+＞C-，最終導致伸縮裝置提前頂死。之后橋梁因氣溫升高而繼續膨脹時，產生的應力會使伸縮裝置和梁體產生內傷，影響橋梁的壽命。安裝時伸縮裝置預留間隙過大，就會出現未到最低氣溫時單元縫隙過寬，預留的應對橋梁收縮時所需的伸長量C+過小，氣溫降低后橋梁漸漸收縮，收縮量超過了伸縮裝置可以繼續伸長的上限，即Δlt-＞C+，伸縮裝置無法繼續伸長，最終在應力作用下拉脫。為避免此類情況發生，在伸縮裝置安裝時，要正確考慮安裝時環境溫度的變化對伸縮裝置預留位移量的需求，正確調整伸縮裝置預留間隙。

b）橋梁梁體預留間隙中存在堵塞情況，如石塊、混凝土、施工垃圾，或是施工中出現局部梁與梁或梁與橋臺頂死的情況。這些因素會使預留間隙無法正常收縮，達不到設計的短縮量，即C-變小，不足以應對氣溫升高時橋梁產生的膨脹量，Δlt+＞C-，導致梁端間隙提前頂死，橋梁繼續膨脹產生的應力使橋梁發生損壞。

如果梁端間隙頂死時間過長，應力作用可能會對梁體造成損傷，屆時必須再進行橋梁檢測，以確定損傷狀況，以及是否需要進行橋梁加固工作。

c）伸縮裝置的橡膠條是伸縮裝置的重要組成部分，可以防塵防水，避免雜物進入預留間隙而影響伸縮量。所以伸縮裝置漏水很可能是橡膠條損壞。一旦橡膠條出現損壞情況，失去防水作用，雨水等就會穿過橋面到達橋梁的支座，金屬制的支座會更快發生銹蝕現象，提前損壞。同時橡膠條如果安裝嵌入不到位，夏季就易鼓起，易于輪胎直接接觸，快速磨損破壞，冬季更容易脫落，使雨水、垃圾無障礙落入橋梁下部。此種情況若不及時處理，就會產生嚴重后果，應引起施工、養護部門重視。

d）固定伸縮裝置的混凝土結構物碎裂，主要是因為混凝土強度不足，受應力作用產生而造成混凝土強度不足的原因有：混凝土標號不足；混凝土澆筑不及時，現場澆筑時，超過初凝時間；為應對現場坍落度檢測，后期加水或減水劑，導致配合比發生了改變；澆筑混凝土時模板跑位或徹底擠失，使得底部混凝土過度接近甚至直接連成一片，在橋梁膨脹時受到應力作用發生損壞[3]。

e）伸縮裝置的橫坡、縱坡實測值與設計圖紙不符，是因為伸縮裝置主要采用后裝法安裝，在滿足“與橋面高差”要求的前提下，橫坡和縱坡橋面幾乎一致。若橋面的橫坡及縱坡滿足設計要求，則伸縮裝置的橫坡及縱坡實測值亦滿足設計要求；反之，若橋面的橫坡及縱坡不滿足設計要求，則伸縮裝置的橫坡及縱坡實測值亦不滿足設計要求。

3 結論

《JTG F80/1—2017公路工程質量檢驗評定標準》中規定的橋梁伸縮裝置安裝實測項目為長度、縫寬、與橋面高差、縱坡、橫向平整度、焊縫尺寸和焊縫探傷，主要集中在外觀尺寸方面。為更好地保證伸縮裝置的功能和壽命，建議增加和變更一些實測項目。

表1 伸縮裝置安裝實測項目

a）增加“根據當地實際溫差變化情況驗算形變量，并確定形變量與伸縮裝置型號及數量是否匹配，以及預留間隙尺寸是否合適”。應根據當地實際溫差變化情況驗算形變量，并通過與伸縮裝置的型號及數量計算出的伸縮量對比確認是否匹配，否則應及時調整；同時應確保預留間隙不會因為過大使得膠條提前拉脫，且不會因為過小使伸縮裝置提前頂死，如不合適，應當及時調整寬度，調整之后再進行二次驗收。

b）增加“檢查預留間隙是否清理干凈，是否存在梁與梁或梁與橋臺提前頂死的情況”。確保預留間隙中不存在畸形、施工垃圾、走模而溢出的混凝土等會使伸縮裝置提前頂死的因素，若存在上述問題，應及時處理，之后再安排二次驗收。

c）增加“檢查橡膠條是否存在損壞，是否安裝到位”。確保橡膠條安裝到位且無損壞，如果存在損壞，應及時更換；未安裝到位則需要重新安裝，以確保安裝到位。

d）增加“使用回彈法對伸縮裝置固定用混凝土進行強度檢測”。通過強度檢測來確保混凝土強度，若混凝土強度不足，建議在通車前盡快返工，返工后安排二次回彈，合格后方可通車，否則不予驗收。

e）建議取消“橫坡、縱坡”實測項目。