桥梁伸缩装置损坏原因分析及安装

桥梁伸缩装置损坏原因分析及安装 温建伟 （中铁十五局集团第五工程有限公司第六分公司 河南 洛阳 471002）摘要：尽管选用了合理的产品，但是施工质量的好坏，直接影响伸缩缝的耐久性，平整性和防水性。伸缩缝安装施工是采用先做桥面铺装后安装型钢伸缩缝的工艺。关键词：伸缩缝 损坏 原因分析 安装 桥梁的伸缩缝是桥梁的重要组成部分，它关系到桥梁整体的使用寿命和行车的安全与舒适性。因此，桥梁伸缩缝的结构型式、使用的材料、施工安装质量及运营期可靠度等问题一直是国内外有关专家普遍关注的问题。桥梁设置伸缩缝的目的是为了使车辆行驶在路、桥结合部、梁与梁之间的过渡段平顺、舒适，减小车辆对结合部和过渡段的冲击，无跳车感，进而达到对桥梁安全、舒适的使用，延长桥梁的整体使用寿命。但是，桥梁伸缩缝的实际使用效果都不十分理想，伸缩缝过早的损坏（通车23年，甚至更短），严重地影响了桥梁安全、舒适的正常使用，造成的社会影响是很大的。一、桥梁伸缩缝早期损坏的原因分析通过对一般公路和高速公路上伸缩缝损坏进行现场调查，分析研究，伸缩缝损坏的原因主要存在以下几个方面：1.1施工方面的原因a.桥梁伸缩缝的安装，多在桥面沥青混凝土铺装后进行，由于梁端混凝土预留槽表面不平整，高低相差较大，使伸缩缝的灌缝混凝土厚度不一致，导致较薄处的混凝土受到冲击力后损坏；b.伸缩缝最终表面标高与路面或桥面的设计标高不相吻合，造成伸缩缝处不平顺，在车辆荷载多次反复作用下，受冲击而损坏；c.施工质量差伸缩缝的施工没有引起施工单位、监理单位和业主的高度重视，使施工单位没有精细进行施工。伸缩缝安装一般已到了工程结尾阶段，由于伸缩缝施工相对桥梁主体部位施工，显得工程量很小，计量费用也小，致使施工、监理、业主没有高度重视伸缩缝安装质量好坏的重要性及其产生的后果。 伸缩缝安装时，没有认真、严格地控制伸缩缝的平整度，造成先天不足。另外，伸缩缝安装后，其两侧预留槽混凝土浇注质量(密实度及平整度)也不尽如人意。1.2设计方面的原因 伸缩缝结构设计不尽合理。从受力角度分析，伸缩缝与行车方向垂直，轮胎荷载对伸缩缝的冲击力大，伸缩缝与行车方向交角小于90,轮胎荷载对伸缩缝的冲击力小，而目前公路桥梁上的伸缩缝大部分与行车方向垂直（斜交桥梁除外），应从设计方面改进。1. 3原材料方面的原因a.目前公路桥梁使用的伸缩缝，是用橡胶板或橡胶条覆盖或嵌入金属构件上，在车辆荷载反复冲击作用下，极易发生脱落和龟裂现象，而且是靠橡胶本身的变形（压缩和伸长）来实现伸缩的。当伸缩缝压缩时，橡胶隆起；当伸缩缝伸长时，橡胶凹陷，橡胶的隆起和凹陷都使得行车舒适性降低，产生振动和噪声，造成环境污染，同时，缩短了橡胶构件的使用寿命。b.伸缩缝预留槽灌注的普通混凝土不能满足受力要求。普通水泥混凝土脆性大，在伸缩缝反复变形和轮胎荷载多次反复冲击作用下，极易产生疲劳破坏，当伸缩缝两侧混凝土损坏、碎落后，加大了车辆振动，导致伸缩缝本身构件的损坏速度加快，损坏程度加深，直接影响整个伸缩缝的使用质量和使用寿命。c.伸缩缝使用的材料性能不一致，也是造成伸缩缝早期损坏的原因。伸缩缝使用的材料有钢构件、橡胶构件和混凝土构件等，其各自的强度不同，物理力学性能不同，受温度影响后各自的变形不同。在伸缩缝安装过程中，很难实现各种构件都达到最佳状态，这也是伸缩缝易损坏的原因。1. 4运营过程和维修养护方面的原因a.在运营过程中，伸缩缝各组件与桥台背墙、与主梁梁端在承受车轮荷载后的变形不一致，造成台阶状，在车辆冲击荷载作用下，单位面积上压强增大，在多次重复荷载冲击作用下，使伸缩缝损坏。b.伸缩缝安装完毕投入使用后，出现病害不能及时的进行日常的维修养护，管理不力，也易导致伸缩缝损坏。c.有的伸缩缝虽然解决了伸缩变形问题和使用寿命，但造价过高（进口伸缩缝价格高达1万元/m左右），而且缝上仍然存在着跳车问题，没有得到很好的解决。 目前，一般公路和高速公路建设运行中，使用的各种类型的伸缩缝损坏现象十分普遍，维修更换极为困难，而且工作量很大，其费用很高，另外需要中断交通才能更换。绝大多数伸缩缝出现病害，没有得到及时的补救（养护维修），造成了不可估量的经济损失和不良的社会影响，影响了伸缩缝正常良好的服务性能（舒适平稳）。二、伸缩装置的安装逸仙路高架工程的桥梁伸缩缝采用SQ-80型型钢伸缩缝，该伸缩缝型号具有行车平稳，舒适，使用寿命长，防水效果好等优点。尽管选用了合理的产品，由于施工质量的好坏，直接影响伸缩缝的耐久性，平整性和防水性。伸缩缝安装施工是采用先做桥面铺装后安装型钢伸缩缝的工艺。伸缩缝安装顺序：1.前期准备工作a.检查梁和盖梁内的预埋钢板有否遗漏？梁与盖梁之间的缝隙是否在4cm左右，如果存在问题就要采取补救措施。b.型钢采用16Mn钢，表面不得有裂缝、气泡，必须喷砂除锈，采用喷锌作为防锈措施。c.型钢平弯度小于1.5/1000，平整度小于1/1000，扭翘度小于1/1000。d.橡胶条口形为封闭式，具有高弹性，用三元乙丙胶或氯丁橡胶，硬度（邵尔A）555度，厚度偏差+1mm。2.竖端头模板浇白色砼和砂袋封缝浇铺黑色沥青砼竖端模浇9cm白色砼铺装层，待砼强度达到后，在伸缩缝区域内用砂袋铺垫与白色砼顶面相平，防止施工杂物流入缝隙内，连续摊铺5cm黑色沥青砼（分两次摊铺），黑色沥青砼必须振压密实，减小今后沥青砼的压缩变形量。车辆行走产生的压缩变形量，会影响伸缩缝区域行车平稳性。3.切割伸缩缝区域沥青砼在伸缩缝区域两端切割沥青砼，清除梁顶和盖梁顶上的砂袋、沥青砼、白色砼，凿出预埋钢板，测量沥青砼面的纵、横坡的平整度值。4.型钢定位根据现场情况，选定伸缩缝中线，并根据当时气温，定为早上8点时气温，按照缝宽与气温对照表，定出型钢缝宽B值，型钢顶面标高比桥面标高低1mm，先点焊，用号连接钢筋与号钢筋上层和预埋钢板焊接，检查无误后再满焊，绝对不能漏焊，满焊后及时卸除临时固定夹具。型钢分段连接处必须用小钢板焊接连成整体，接头处要用坡口形焊接，焊后表面磨平，涂防锈漆。5.过渡段钢纤维砼浇注安放过渡段区域内铺装分布筋，梁与盖梁之间的缝隙用泡沫板填塞紧，起端头模板作用，浇筑砼时不能有漏浆外溢，用空压机和清水冲洗垃圾、杂物，一定要彻底干净。接着浇注C40钢纤维砼，钢纤维可采用ZH-09型，钢纤维用量为50kg/m3，钢纤维砼要先干拌后湿拌，拌和时间应现场试验为准，砼浇注后振捣要密实，尤其在型钢底部砼要注意，不能有空洞出现，砼表面要平整，平整度要与桥面平整度相对应，与黑色沥青砼面层及型钢顶面接顺。6.钢纤维砼养护钢纤维砼表面盖上麻袋，草包或塑料膜，每天浇水养护，早、中、晚各一次，达到设计强度时才能通车使用。7.嵌橡胶条清除型钢凹槽内杂物，型钢凹槽口内可以不涂粘接剂，用专用工具从一头把橡胶条先嵌入凹槽内，然后再嵌入另一侧。橡胶条