摘要:如今,我国公路桥梁交通事业迅速发展,大量的桥梁建成,同时伴随着许多旧桥构件问题的出现。本文主要针对桥梁伸缩装置的常见病害进行简单阐述,并提出相关防治的措施,提高伸缩缝的设计和施工的质量,延长伸缩缝和桥梁的使用寿命。
关键词:桥梁;伸缩缝;病害;防治措施;
1 桥梁伸缩缝的常见病害
随着我国公路桥梁的迅速发展,桥梁病害也越来越多,特别是旧桥出现了不同程度的结构破损,如支座剪切变形、桥面伸缩缝堵塞和台背与路基连接处有横向裂缝等病害,其中伸缩缝病害是极其常见的,也是维护费用较多的。以下为桥梁伸缩缝的常见病害:
1.1 桥梁伸缩缝局部堵塞
桥梁是为车辆和行人提供跨越山谷和河流能力的建筑物。在桥梁进入运营阶段后,大量的车辆通过桥,车轮会伴随着泥土、粉尘等杂物,由于伸缩缝有孔隙,杂物会逐渐将伸缩缝填满,导致伸缩缝局部堵塞或全部堵塞,严重时影响伸缩缝正常工作和使用寿命。
1.2 桥梁伸缩缝的型钢变形
伸缩缝长期受到车辆荷载的高速冲击和反复碾压,导致伸缩缝的E型钢或F型钢变形,从而车辆通过时车轮受到型钢的集中荷载作用,对车辆产生不利影响,如果病害没有及时发现会加速伸缩缝的老化甚至破坏。
1.3 桥梁伸缩缝锚固混凝土开裂
桥头伸缩缝附近一般使用的是水泥混凝土,而其余部位使用的是沥青混凝土,两者材料存在差异,因此凝固性能上也存在不同,导致在接触的部分发生不均匀沉降和开裂,进而造成伸缩缝处的锚固混凝土出现裂纹,长期导致伸缩缝的损坏。
1.4 桥梁伸缩缝的伸缩量异常
桥梁伸缩缝的伸缩量是根据桥梁伸缩变形需要而确定的,以满足桥梁的正常工作。在伸缩缝设计和施工阶段,需要考虑到各个因素对桥梁结构变形的影响,如果没有准确计算伸缩缝的伸缩量,会导致伸缩缝使用时间很短,也会影响桥梁结构的正常使用。
2 桥梁伸缩缝病害成因分析
2.1 设计阶段和施工阶段的不合格
在桥梁伸缩缝设计阶段应该充分考虑到施工的环境条件和伸缩缝结构的设计参数,如果参数不准确会导致后期使用的一系列病害。比如将伸缩缝和位移控制箱的间距设置不合理,导致车辆通过伸缩缝时,车轮荷载作用在控制箱之间,使得控制箱处于剪力和弯矩最大的状态,长期下来伸缩缝会出现破坏。如果伸缩缝伸缩量没有计算正确会影响桥梁的正常运营状态。伸缩缝施工阶段是极为重要的,伸缩缝的质量好坏很大程度上是施工质量决定的,严格按照设计规范进行施工才能达到构件预期使用寿命。比如在伸缩缝施工过程中,过早的拆除模板,会导致伸缩缝整体标高不准确等问题,有时会造成伸缩缝与铺装层出现错台现象,从而直接增加了车辆对桥面的冲击。此外,在施工时没有预留足够的施工间隙,会导致伸缩装置止水带破裂,防水功能丧失,导致钢材结构锈蚀。
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2.2 交通量增大
随着现在经济的巨大进步,我国的车辆越来也多,巨型重卡也随之出现,许多道路和桥梁已经满足不了车辆的大型化。超重卡车使得桥梁扰度下降增大,同时使得伸缩缝破损时间提前,所以需要对伸缩缝结构进行不断更新设计以满足现代通行的需求。
2.3 后期养护工作处理不当
桥梁伸缩缝使用后期的养护工作也是很重要的,养护工作处理正确可以直接提高伸缩缝的使用寿命,若处理不当会导致伸缩缝病害加重,甚至更换新装置,增加养护费用。养护单位随时配合检测单位进行伸缩缝的养护,保证桥梁的正常运行。
3 桥梁伸缩缝处理措施建议
3.1 伸缩缝的选型
不同桥型的纵向伸缩量不同,伸缩缝的主要类型有:橡胶式伸缩缝、梳齿型伸缩缝、模数式伸缩缝和无缝式伸缩缝等,据统计,模数式伸缩缝伸缩范围是80~1200mm,橡胶式伸缩量是60mm以下,钢板式伸缩缝一般伸缩量在40-60mm之间。因此,我们需要根据桥梁的具体伸缩量来选择合适的伸缩缝类型,特大跨径桥一般多用模数式伸缩缝。
3.2 伸缩缝安装质量
伸缩缝安装属于施工阶段,尽管伸缩缝通常是构件整体安装完成的,在施工时也应该做好充分的埋设方案和措施,才能保证伸缩缝的安装质量达标。在伸缩缝安装之前,相关单位应该准备埋设方案、施工顺序和注意事项等,确保施工期间工作的高效率和高质量。此外,应当考虑伸缩缝安装时的室外温度,温度对伸缩缝的伸缩量有影响,需要将伸缩缝安装控制在误差允许的范围以内,一般要求安装误差不超过2mm。最后,伸缩缝标高确定完成,浇筑混凝土时尽量采用高质量和高膨胀性能的混凝土进行填充,并严格控制浇筑质量和锚固砼的宽度。
3.3 养护质量
在桥梁运营阶段开始,伸缩缝会出现许多问题,伸缩缝堵塞和开裂是最常见的,应该定期检查,及时统计和反馈,相关养护单位应抓紧时间处理伸缩缝病害,对延长伸缩缝和桥梁寿命具有重要意义。例如,针对所使用的伸缩缝类型,明确该类型伸缩缝的最大承受荷载,禁止超大型车辆通行;对伸缩缝出现的局部堵塞现象进行统计和清理,保持伸缩缝孔隙畅通,保障构件的正常变形。
3.4 病害处治
对于桥梁后期运营阶段遇到伸缩缝病害需要及时进行修复,避免病害程度加深,若是伸缩缝周边混凝土破损和出现凹槽等病害,需要进行高强混凝土进行填补找平;如果是混凝土开裂需要用有机环氧树脂进行修补;如果出现伸缩缝破坏影响车辆通行,需要进行整体更换。例如,梳齿型伸缩缝由于车辆反复冲击导致锚固砼失效,水平钢板发生轻微凸起形成斜坡,导致伸缩缝钢板受力不均匀,此时不能采用更换螺栓的方式,需要整体更换使其受力均匀。伸缩缝进行病害处理时,通常对破损部位采取切缝的方式,首先要根据施工要求进行切缝位置的确定,然后严格控制切缝宽度,采用切割机进行切缝,对切缝部位以外的地方用彩色塑料布遮挡。此外,可采用开槽的方式,对伸缩缝破坏较小的部位进行人工开槽修补,在进行开槽过程中,需要将槽口内的杂物清理干净,并用强力吹风机进行彻底清理。
4 结语
本文主要介绍了桥梁伸缩缝的常见病害与相关病害的处理方法。伸缩缝作为桥梁端部唯一能伸缩的结构,保证着桥梁的正常变形,也是桥梁结构中最薄弱的环节。在桥梁运营过程中,我们发现了许多伸缩缝的病害,直接影响到桥梁的正常运营,无论在设计和施工中,准确的把握伸缩缝的伸长量和选型是必不可少的,我们应该充分关注伸缩缝病害带来的不利影响,制定有效的病害处理方案和防治措施,及时根据伸缩缝病因采取措施进行修复,提升乘客坐车体验,进而达到延长桥梁的使用寿命。
参考文献
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论文作者:黄志军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/7/31
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