高速公路桥梁伸缩缝损坏原因及维修更换工艺
摘要：桥梁伸缩缝装置是桥梁结构的重要组成部分，当桥梁伸缩缝发生损坏必须及时进行维修改造，以确保桥梁结构安全、行车舒适性和安全性。
本文主要分析了桥梁伸缩缝装置损坏的原因，并对伸缩缝的维修施工技术进行了一定研究，探讨了伸缩缝的日常养护，旨在保证桥梁伸缩缝装置的正常安全使用。
关键词：桥梁；伸缩缝；损坏；维修；日常养护
随着经济建设的发展，桥梁的建造也越来越多，这对于缓解城市交通拥挤的局面起着非常积极的作用。
桥梁伸缩缝装置是桥梁上部结构的重要组成部分，其主要作用是调节温度变化对梁体的影响，保证梁板的自由伸缩变形。
桥面伸缩缝由于设置在梁端构造薄弱部位。
直接承担车辆反复荷载作用，又大多暴露在大自然中，受到各种自然环境的影响．因而可以说伸缩缝是易损坏，难修补的部位，经常会发生各种不同程度的缺陷。
桥面伸缩缝的损坏，不仅影响着桥梁的正常使用。
而且增大了养护维修的工程量，造成了一定的经济损失和不良社会影响，影响桥梁结构安全、行车舒适性和安全性，这一问题必须引起我们高度重视。
1 伸缩缝装置的损坏成因分析
伸缩缝装置的破损形式主要有:边梁、中梁、横梁等断裂、扭曲、挠曲变形或脱落；两侧后浇混凝土开裂、破碎坑洞；伸缩缝一端顶死或一端拉裂脱开或成喇叭口；橡胶条老化破损、脱落等。
伸缩缝损坏的主要原因有:
⑴重交通荷截作用下的疲劳破坏:在经济快速发展带来的交通运输业也不断得到发展,交通量逐年迅速增加,超限超载车辆的增加在一定程度上加重了桥梁的负担,在梁体挠度位移、重荷载冲击作用下伸缩缝装置积易疲劳破坏造成四氟板磨损、钢梁构件断裂损。
⑵伸缩量计算不精确或设计不当,造成伸缩缝型号选择不当,伸缩缝偏小造成装置损坏。
建设所使用的伸缩缝位移控制箱通常是按1.5m间距设置,距离相对较宽,且大多安装后行车的轮迹带刚好处于两个位移箱间的中间位置；在荷载作用下,使伸缩缝变位箱处构件正好处于所产生最大的弯矩和剪力的最不利处,在长期疲劳工作状态下造成中梁的下沉或断裂,甚至剪断横梁。
还有一些暗埋式伸缩缝因填缝料掉落而造成路面铺装开裂损坏,应进行改造。
⑶施工安装不当:施工过程中对伸缩缝的施工工艺不重视或把握不当造成破损。
如施工过程中过早解除定位角钢,造成构件变形,伸缩缝安装高程不准确与原路面纵坡、横坡不适形成错台；预埋筋支撑不足,锚固不牢,后浇筑混凝土时模板安装不牢造成漏浆或振捣不足造混凝土强度不足,特别是变位箱底部及周边承力面不足,造成位移箱装置变形失效损坏；或为赶通车,伸缩缝匆忙安装,混凝土养护不足造成强度未达到要求形成早期损坏。
⑷养护不及时或措施不当:桥梁在运营养护过程中对伸缩缝橡胶带内砂石垃圾的清理不及时造成缝被堵死,不能自由伸缩；橡胶带在自然环境侵蚀下老化或在清理伸缩缝时尖锐具器割破而未及时更换,造成伸缩缝锚固件配件受水侵蚀而损坏。
⑸部分桥台处伸缩缝,因桥台侧台背填土沉降形成桥头跳车,跳车冲击造成伸缩缝损坏。
甚至还有因桥台变形位移,造成伸缩缝挤顶卡死而不能伸缩破坏,此类破坏需进行桥台加固后进行伸缩缝维修才能解决。
2 施工准备和主要材料要求
2.1 交通安全布控
公路因交通行车运营的需要,不能在封闭状态下进行施工,均采用边施工边通车的状况下进行维修作业,布控半幅施工,半幅通车,因此在进行维修前,首先要做好维修施工区域的安全布控,设置明显的交通提示、警示标志,施工作业人员要求统一穿着颜色鲜艳的养护维修服装,设置专职安全员做好施工期间及养生区间的安全布控设施维护和安全警示提醒。
同时也不允许长期布控作业；因此,在进行维修作业前必须做好足够的准备。
2.2 材料准备
施工前对需更换的伸缩缝进行准确的数量调查,因采用半幅开放交通半幅施工的方法进行,首先要按有利于行车组织、方便施工原则,对伸缩缝进行分段定制,在委托专业厂家进行伸缩缝制作时,要根据分段施工特性、行车轨迹特征及结构受力要求等在分段连接处各增设一个位移箱或锚环。
在两段端距边缘30cm 处,改原习惯1.5m设一个变位箱为按1m间距设置变位箱(D160及以上型号伸缩缝)；这样做的目的是提高伸缩缝的整体抗疲劳破坏能力,提高使用性能,同时也是为了方便施工的需要。
3.3 主要机械设备准备
为提高维修作业的效率,尽量采取机械化作业,首先在每处作业点至少准备2～3台空压机风镐凿除旧混凝土,1台乙炔焰割损坏的伸缩缝钢构件,1套发电机组和2台电焊机,轻型砂浆搅拌机用于搅拌混凝土等机械设备；有条件的可联系商品混凝土,以更方便于施工。
3 伸缩缝维修技术要点
3.1 拆除旧伸缩缝
拆除旧伸缩缝,首先要对两侧后浇筑的混凝土进行切割,切割线位于后浇筑混凝土与桥面(路面)混凝土交界线,要求切割顺直；若桥面是采用沥青混凝土路面的则不需要进行切割,在风镐破碎时注意尽量不要损坏接茬的沥青混凝土路
面。
旧混凝土破碎采用空压机风镐冲击孔扩压破碎,必要时采用先冲孔,在孔内套塞钢片和粗钢钎进行人工锤击破碎；混凝土破碎凿除旧时注意做好深度控制,只凿除后浇筑的混凝土,不得破坏梁体端部混凝土和钢筋,以免影响梁体受力或预应力损失。
3.2 伸缩缝安装锚固
旧伸缩缝拆除后,新伸缩缝安装前,要做好预留槽的清理工作,将槽池底面、侧面清理平顺整齐槽内不得留有松散块或破碎块,；整理预埋筋,对施工中不慎割断的预埋筋进行补充植筋；并检查预留槽对新伸缩缝装置的空间要求、特点对新伸缩缝增加的位移箱处若新位置上原没有预埋筋,必须进行纵向拉筋和竖向支撑筋的补植,一般在每个位移箱的四角、各侧面中间应各设置一根竖向支撑筋,以保证位移箱有足够的受力支撑点,确保伸缩缝的施工质量。
同时植筋间距以桥梁中心线为准,向两侧以所装伸缩缝位移位箱毛间距尺寸均匀布置。
植筋应采用植筋胶或环氧树脂,通过钻孔植筋,深度不得小于15cm,植筋钻孔时注意不要损坏梁端钢筋或造成梁端砼掉块。
伸缩缝安装时考虑安装温度要求,使伸缩缝装置的缝隙宽度正好符合要求,伸缩缝的中间轴线与梁端缝中线相一致；安装就位后,用3m水平尺和塞尺对伸缩缝的纵坡、横坡、高程进行反复调整,反复校调伸缩缝型钢顶面与两侧路面的标高,使之与原桥面铺装路面相齐平,一般型钢表面略低于路面标高1-2mm；调整完成后对伸缩缝进行锁定。
从中间向两端先点焊固定伸缩缝,然后检查复位,确定符合要求后,再由中间向两端补焊,每处焊缝长度不小于40mm。
要确保每个位移箱、锚环均与预埋筋焊接牢固；焊接完成后,即可及时解开缝宽锁定钢片。
如果在施工时伸缩缝宽不符合安装温度的要求,可先将一根边梁和预埋筋焊接固定,再从中间向两端逐步割除固定锁片,调整好间隙和高度后再时行焊接,但应注意解开锁片后缝宽的均匀,中梁与边梁的平行。
3.3 浇筑两侧混凝土
两侧后浇筑混凝土一般采用C50钢纤维混凝土。
伸缩缝安装就位并锚固后即进行两侧混凝土浇筑,不应长时间放置,避免因行车误入碾压伸缩缝,造成伸缩缝变形或造成事故伤害。
混凝土浇筑前应采用高压水对槽内的粉尘进行冲洗,不留任何残留物,对进行混凝土切割机切槽的槽面应事先进行凿毛,并注意槽口的垂直、并顺直完整；若原为沥青混凝土接茬啃边的应先用沥青混合料修补平齐。
在梁端口用聚乙稀泡沫塑料片材作为模板作为端模设立,要求泡沫板安装紧密并将缝隙塞严实,以防止漏浆。
混凝土的配合比应严格按设计要求进行配料,不得使用含泥受污的碎石、砂等选择合格材料,控制水灰比进行下料搅拌；为提高混凝土的早期强度在混凝土搅拌时可加入适当的早强剂,以减少养生期。
3.4 混凝土养生及橡胶带安装
混凝土浇筑初凝后即进行覆盖土工布或旧毛毡或麻袋等起到保水保护,
终凝后应及时进行酒水养生,保持潮湿以确保混凝土进行足够的水化固结达到设计强度要求。
在混凝土强度达到50%以上后,方可进行橡胶带的安装。
安装时先把缝内的泡沫模板及其他杂物全部取出清理干净,并在边梁或中梁的凹槽内吹除粉尘等杂物后涂抹上一层液体蜡或黄油的润滑油后,利用专有撬杆工具将橡胶条嵌入凹槽内,即完成伸缩缝的安装。
4 伸缩缝的日常养护
在已开通运营的公路桥梁,应注重平时伸缩缝的日常养护清理。
采用每月定期清理,对一些易受撒落物污染的路段应加强平时的日常巡查清理工作,以确保伸缩缝正常的工作状态；伸缩缝清理时应避免使用尖锐器具,防止割破橡胶条,造成缝内污塞和漏水。
日常养护过程中还应加强观察伸缩缝的温差伸缩变化,一旦发现异常突变应及时采取措施补救修缮；如局部砼损坏的修复,避免造成砼整体破碎,荷载直接冲击边梁；发现桥头跳车明显,即应及时进行桥头路面调整,减少对桥头伸缩缝的影响。
发现伸缩缝中梁或边梁断裂时,应及时进行安全布控或临时焊接,防止破损的钢结构在行车冲击作用下翘起造成事故。
在对桥面铺装进行预防性养护或修复时应注意避免对伸缩缝的影响。
5 结束语
总之，桥梁伸缩缝装置是保证桥梁安全运行的重要保障。
当伸缩缝装置发生损坏时，必须认真分析成因，在伸缩缝维修施工中需要严格控制施工程序、操作方法、施工质量等方面，同时还要加强日常养护工作。
只有这样，才能有效保障伸缩缝功能的发挥和桥梁的安全运行。
参考文献
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[2] 张显军;李剑;桥梁伸缩量计算影响因素分析[J];低温建筑技术;2005年06期。