省级公路桥梁伸缩缝快速更换技术研究-科技创新论文.doc

省级公路桥梁伸缩缝快速更换技术研究-科技创新论文省级公路桥梁伸缩缝快速更换技术研究 彭谦谦吕晓东方瑞 （南阳市远大道路桥梁工程有限公司，河南 南阳 473000） 【摘要】省级公路中桥梁的伸缩缝装置在实际施工中的更换方法根据其桥梁具体的结构形式而有所不同。而由于省级公路运输量大的原因，伸缩缝更换速率及质量直接关系到社会经济效益。所以应当尽量在避免车辆通行状态下，快速完成桥梁伸缩缝的更换并有效的保证质量。本文通过以快速更换桥梁伸缩缝的关键技术为重点，建立了省级公路桥梁伸缩缝质量评价体系，分析并研究了省级公路桥梁快速更换伸缩缝以及快速修补伸缩缝的关键技术。 关键词省级公路；施工技术；桥梁结构；伸缩缝；快速更换；材料特性；软件模拟 0概述 随着我国国民经济快速发展，我国的公路交通量大幅上涨1。随着交通量的大量增加，桥梁伸缩缝的破坏也逐渐增加，所以现今关于桥梁伸缩缝病害的研究显得尤为重要。 （）桥梁伸缩缝主要性能要求及作用 桥梁伸缩缝是桥梁的重要组成构件。伸缩缝可以在桥梁使用过程中避免桥梁由于气温变化、混凝土收缩、徐变以及活载等作用下产生损伤2。伸缩缝可以保证桥梁的自由伸缩从而满足桥梁的横向纵向位移、梁端变形3。从而保证车辆行驶的舒适性并保证桥梁的耐久性。所以伸缩缝需要具有宜更换、安装方便、整体性及耐久性优越等要求4。 （）国内外研究现状 由于国外桥梁专家对于桥梁伸缩缝的破坏情况进行了大量的数据统计与分析，并基于现有的研究成果提出了大量的桥梁伸缩缝改进的维护方案与更换措施5。我国的桥梁专家根据我国自身国情，同样也进行了大量的关于桥梁伸缩缝快速更换的研究，并提出了例如采用地震谐响应的原理研究了如何保证伸缩缝快速更换的技术6。 1省级公路桥梁伸缩缝形式以及主要破坏类型研究 由于省级公路中桥梁结构的伸缩缝具体的使用条件以及使用特点决定了桥梁结构中伸缩缝的耐久性较为薄弱。因此大量的伸缩缝均出现了早期破坏。 1.1省级公路桥梁结构伸缩缝主要形式及特点研究 根据常年施工经验根据桥梁结构的伸缩缝的使用材料以及安装方式可以将现有的常用的桥梁结构的伸缩缝分为以下几类： （1）橡胶式桥梁伸缩缝：这种伸缩缝主要采用橡胶材料作为伸缩缝的主要嵌缝材料。这种结构目前是我国桥梁结构中最主要使用的一种伸缩缝形式。这种伸缩缝由于材料的特性，可以有效的满足桥梁变形要求并具有防水功能且维修与更换都较为方便。 （2）钢板式桥梁伸缩缝：钢板式伸缩缝是较为早期的一种桥梁结构的伸缩缝。由于钢板的力学特性，这种伸缩缝可以直接承担车辆的车轮荷载。这类伸缩缝具有伸缩量较大、通行能力好的优点。但是这类伸缩缝造价较高、防水能力差且难以保证清洁。 （3）无缝式桥梁伸缩缝：无缝式伸缩缝是随着新材料的发现而广泛运用的一种伸缩缝。由于高分子材料的应用，这种伸缩缝不仅可以防止伸缩缝从结合部位渗漏还可以有效的承担车辆传递的竖向荷载。 （4）嵌填式桥梁伸缩缝：这种伸缩缝结构较为简单。可以有效的配合桥面连续。还可以有效的将桥面积水排出桥面范围；但是只能用于一些中小跨径的桥梁。 （5）模数式桥梁伸缩缝：这种桥梁伸缩缝具有较好的弹性变形、防水以及除尘的功能。由于这种伸缩缝是整体加工而成的，所以可以有效的增加伸缩缝的耐久性。 1.2省级公路桥梁机构伸缩缝主要破坏形式及原因研究 根据对省级公路桥梁伸缩缝破坏形式的调查与统计可以将省级公路桥梁伸缩缝的主要破坏形式概括为以下六点：（1）出现噪音与晃动；（2）连接处老化破损导致伸缩功能实效，严重漏水；（3）伸缩缝两侧以及下部混凝土损坏；（4）中粮与下部结构脱空；（5）中梁构件开焊；（6）中梁倾斜导致伸缩缝两侧间距出现差异。 根据实际调查与统计结果再结合理论分析我们可以认为桥梁伸缩缝损坏主要原因有以下几点： （1）设计因素：由于设计时为对桥梁端部予以足够的重视直接导致伸缩缝的破损； （2）施工技术不过关：在进行桥梁伸缩缝的施工时，由于施工技术力量不过关或者工艺不达标等原因直接导致伸缩缝质量缺陷，最终导致伸缩缝发生损坏； （3）养护管理不到位：由于伸缩缝装置需要按时进行专人养护，由于路政管理部门不及时养护导致伸缩缝产生不可逆的损坏。 2省级公路桥梁结构伸缩缝快速更换技术研究 根据对省级公路伸缩缝破坏形式以及原因的具体分析，根据伸缩缝的破坏成因以及结构形式通过相应的理论研究对伸缩缝的快速更换技术进行研究并通过软件模拟等技术对伸缩缝材料进行比对。 2.1省级公路桥梁结构伸缩缝快速更换技术研究 现有的快速更换技术主要是快速采用修补材料对原有的已经损坏的桥梁伸缩缝进行修补，保证修补过的伸缩缝继续满足是用要求。根据快速更换的技术要求提出了以下几点快速更换技术要点： （1）调整混凝土配合比：快速更换时需要有效的降低混凝土的收缩量，这时可以再混凝土搅拌过程中掺加0.3%的铝粉； （2）利用风镐切除两个切缝之间的沥青路面材料，切除范围应该达到水泥混凝土部分，为了节省施工时间应当采用高压水枪对原有切缝进行清理； （3）且风完毕后即使填入高聚物材料，保证高聚物材料养护时间与养护条件。 2.2省级公路桥梁结构伸缩缝快速更换技术模拟对比 将运用快速更换技术进行更换的伸缩缝运用有限元分析软件进行分析模拟，并与按照常规修补技术进行修补的伸缩缝进行对比，我们得到了以下几点对比结果： （1）经过快速更换技术进行更换修补的伸缩缝由于材料性能的优越直接再耐久性上要比传统修补技术修补的伸缩缝再耐久性以及修补效果方面更加优秀； （2）经过快速修补更换技术修复的伸缩缝再承载力，行驶舒适性方面与传统修补法修补的伸缩缝相比效果近似； （3）由于快速更换修补技术材料特性以及是用工器具的独特性导致造价要高于传统技术，并且对施工人员的技术素养要求也要高于原有的传统技术。 3结论 主要研究成果如下： （1）研究了省级公路桥梁伸缩缝主要类型以及破坏形式； （2）从实际情况阐述伸缩缝主要的破坏原因并通过数据模拟的形式确定最优的伸缩缝快速更换技术； （3）通过对不同种类的伸缩缝材料进行实际施工对比，确定了适合省级公路的伸缩缝在快速更换技术中材料的选择。 参考文献 1DEXTER RJ,CONNOR RJ,KACZINSK!M R.Fatigue design ofmodular bridge expansion jointsM.Transportation Research Board,1997. 2CHANG L M,LEE Y J.Evaluation of performance of bridge deck expansion jointsJ.Journal of performance ofconstructed facilities,2002,16. 3FREDDY L, ROBERT.Hot mix asphalt materials, mixture design, and constructionR.Landan:NAPAResearch and Education Foundation