桥梁伸缩缝病害原因分析及毛勒伸缩缝施工技术
2011-07-07 来源：新浪
引言
在桥梁结构设计中,通常在桥的两梁端之间,梁端与桥台之间设置伸缩缝.它的作用是在于调节由车辆荷载环境特征和桥梁建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移和联结.伸缩缝装置是桥梁结构的重要构件,理想的伸缩缝装置必须满足上部结构梁与梁之间和梁与台之间的位移;伸缩缝装置的锚固是牢固可靠,经久耐用的,能够抵抗机械磨损,碰撞;车辆行驶平稳,舒适;能防止雨水和垃圾渗入;安装方便,简单,易检查且便于养路工操作.由于气温变化,混凝土收缩与徐变,各种荷载所引起的桥梁挠度,桥面纵坡及行车制动力等因素的影响,桥梁伸缩缝装置产生早期破坏,缝体变形和现浇砼表面局部剥落,甚至破损等病害.毛勒伸缩缝装置是一种钢—橡胶组合型桥梁伸缩缝,具有安全传递荷载,密封防水性良好,伸缩自如,施工安装简便等特点.
1.桥梁伸缩缝病害产生的主要原因
随着交通量的增加和汽车载重量的增大,桥面伸缩缝由于设置在梁端构造薄弱部位,直接承受车轮荷载的反复冲击作用,而且长期暴露在大自然中,所处环境比较恶劣,因材料的磨损和疲劳,以及混凝土面板或梁的结合强度不够,是桥梁结构最易遭到破坏而又较难修复的部位.造成桥面伸缩装置破坏的主要原因可归纳如下几方面:
1.1设计方面的原因:
1.1.1设计时梁端部未能慎重考虑,在反复荷载作用下,梁端破损引起伸缩装置失灵.有些桥梁结构,桥面板端部刚度不足,当桥面板受到汽车荷载作用时,因翼板较薄,横向联系较弱,导致桥面板反复变形过大;
1.1.2伸缩量计算不准确,没有考虑到伸缩装置安装时的实际温度对伸缩装置的影响,伸缩装置本身无法或很难调整初始位移量,选型不当,采用过小的伸缩间距,导致伸缩装置破损;
1.1.3一些设计是将伸缩装置的锚固件置于桥面铺装层中,与主梁（板）连接的部分很少,而且力的分布不容易传递,微小的变形可能演变成大的位移,最终导致砼粘结力的失效;
1.1.4使用粘结或橡胶材料等制造的新型伸缩装置,材料和结构选择不当,防水,排水设施不完善,造成锚固件受腐蚀,梁端和支座侵蚀严重;
1.1.5设计上未严格规定伸缩装置两侧的后浇砼和铺装层材料的选择,配合比,密实度和强度,产生不同程度的破坏,致使伸缩装置营运质量下降.
1.2施工方面的原因
1.2.1对桥梁伸缩装置施工工艺重视不够,未能严格掌握施工工艺和标准,并按安装程序及有关操作要求施工,致使伸缩装置不能正常工作;
1.2.2伸缩装置两侧水泥砼和沥青砼铺装层结合不好,碾压不密实,容易产生开裂,脱落.加上刚柔相接,容易产生台阶,最终引起伸缩装置的破坏;
1.2.3后浇砼（或其它填充料）浇注不密实,时常出现蜂窝,空洞等,达不到设计的强度要求,难以承受车辆荷载的强烈冲击.有时提前开放交通,致使过渡段的锚固
混凝土产生早期损伤,从而导致伸缩缝营运环境下降;
1.2.4伸缩装置安装是桥梁施工最后几道工序之一,为了赶竣工通车,忽视内部质量管理,施工人员疏忽大意,伸缩装置锚固钢筋焊接的不够牢固或产生遗漏预埋钢筋的现象,梁端伸缩缝间距人为地放大和缩小,定位角钢位置不正确,给伸缩缝本身造成隐患,质量不能保证.
1.3养护不周及外界的影响
1.3.1原有桥梁铺装层逐渐老化,得不到及时经常的维修,因此破坏不断扩展;
1.3.2落入伸缩装置的砂土,杂物未能及时认真地清扫,使原设计的伸缩量不能保证;
1.3.3车辆荷载增大,交通量增加,车辆的冲击作用也随之明显变大.桥梁超载情况不能得到有效控制,超载车辆自行上桥,对桥梁伸缩装置的有效使用和耐久性带来严重威胁;
1.3.4地震等其他恶劣气候条件的影响.
2.毛勒伸缩缝施工工艺
国道323线黄浪水至牛头潭路段上的黄浪水桥为T型梁桥,桥宽18米,原桥面设置了橡胶板伸缩缝.这种伸缩缝的常见缺陷有:橡胶板容易破坏损伤或剥离;在橡胶嵌条连接部位漏水;锚固构件破损,锚固螺栓松脱;伸缩缝构造部位下陷或凸出;车辆行驶时不适,发出过大噪声.由于桥梁在多年营运过程中,车流量大,车速快,超限车辆多,巨大的车轮冲击力造成橡胶伸缩缝的某些伸缩装置的部件松动,破损,脱落,甚至危及桥面,严重影响行车安全.单靠养护的局部维修或更换个别部件无法修复,需要更换伸缩缝装置.我们采用广州毛勒桥梁附件有限公司生产的HM-DX系列伸缩缝装置进行施工,产品型号包括D40～D120伸缩缝装置,我们在国道323线的黄浪水桥和黄金村桥安装毛勒伸缩缝73.6米. HM-DX桥梁伸缩缝装置的功能主要有两方面:其一能将桥面上车辆的竖直及水平荷载通过支承结构可靠地传递到梁体上,其二能适应梁体伸缩位移的需要,并以最小的位移阻力适应梁体纵向位移的变化.为了不影响正常通车,施工采用半幅施工半幅通车的方法.桥梁伸缩缝装置产品在安装施工中为确保其特有的先进性,可靠性,平顺性,必须严格按照设计要求进行安装.
2.1切缝,清槽
更换伸缩缝施工,根据伸缩缝设计图纸宽度放样切缝,用砼切缝机切缝,切缝时应注意保持路面切口垂直整齐平顺,无啃边现象.两切缝隙间的材料用风镐凿除,并将槽口表面混凝土凿毛,将槽口内原伸缩缝填料及时清理干净并冲洗.注意不能将槽口以外的砼破坏.用高压泵冲洗槽口和构造缝内残留的杂物.
2.2校正钢筋
认真检查预埋钢筋,由于过往车辆及铺筑路面时施工机械及车辆的碾压,预埋筋会出现裂纹,折断及缺失现象,对有裂纹和折断的钢筋应及时效正并按焊接要求补焊或补钢筋,对扭曲的预埋筋要理顺,以满足预埋钢筋尺寸的要求及安装毛勒装置的焊接要求.实际安装中为确保安装质量,所有锚环均与预埋筋相焊接,焊接前对钢筋表面进行除锈处理.
2.3填塞构造缝
用相应厚度的泡沫板塞入异型钢构造缝内,注意要有足够的深度和严密性,上面应和槽底相平,不能有松动和较大的缝隙,以防止漏浆.
2.4就位和焊接
HM-DX系列伸缩缝装置是在工厂制造并组装,安装前应根据安装温度调整好伸缩缝装置间隙,用吊车或人工将伸缩缝装置放入槽口内,注意前后左右位置要准确.遇有受阻的预埋筋可适当扳弯,然后借助铝合金直尺由中间向两端调整伸缩缝装置的顶面高度,直至顶面比路面低0-2mm（D80）,0-3mm（D160）,这时如果伸缩缝装置的缝隙宽度正好符合安装温度的要求,即可将预埋筋扳靠到较近的伸缩缝装置锚环上进行焊接.顺序为从中间向两端先点焊,然后检查复测,待符合要求时,再由中间向两端补焊.每米各边至少有两处焊接,每条焊缝长度不小于40mm.焊接完成后,及时割除固定门架即可.如果伸缩缝装置的缝隙宽度不符合安装温度的要求,可用上述方法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门架,调整好间隙和高度后进行焊接.
2.5塞泡沫板,穿筋,盖网,浇筑水泥砼
施焊结束后,伸缩缝装置处于正常伸缩状况,此时选择宽度比缝隙宽度宽50mm,长度约为200mm,高度比槽口深度低40mm的泡沫板,上面横向切成V形槽,即可依次塞入两边梁下口的间隙中,并向一个方向靠拢挤紧,用泡沫板将缝隙塞严,以防漏浆,塞缝宽度要保证伸缩缝设计的最小宽度,然后冲洗槽口,将槽口杂物清理干净.安装D160时,要保护好横梁箱内和横梁上不得有砂浆漏入.将φ12mm（D80）或φ16mm（D160）钢筋按图纸要求穿入锚环,覆盖φ6-80×80 mm钢筋网,并分别用铁丝扎牢.在浇筑砼前再次检查伸缩缝装置其平整度（偏差≤2mm）,中线位置,缝隙等是否符合要求,如出现变动应先校正好后方可浇筑砼.按设计标号对称浇筑混凝土,伸缩缝装置内部和下方是振实的重点部位,凡未能振实造成脱空或未能排出气泡,均为不合格,尤其是与桥面和异型钢顶面相接处,更要严格控制.砼倒入槽口后,需用插入式振捣棒振捣,振捣时必须注意伸缩缝边梁下,锚环,锚板及支撑箱下部混凝土的密实性,支撑箱下宜用小石子混凝土.在浇筑砼时注意防撞墙处的修复.砼浇筑完后应用磨光机,三米直板和泥刀抹面,在抹面时应用三米直尺检测平整度,保证所浇筑连接带砼的平整度,此时水泥砼上面的相对高度应处于路面和伸缩缝装置上平面之间,应控制好水泥砼的高度.
2.6养生与防护
水泥砼的养生在砼初凝后应及时覆盖废旧毛毡或麻袋等保水,终凝后洒水养生,保持潮湿,常温时,第二天拆除堵头模板.混凝土强度达到设计强度的50 %以上后,方可安装"V"型结构橡胶密封条."V"型结构橡胶密封条在边梁的保护下,密封条不遭受车轮的直接碾压,既能抗拉力,又可进行侧向和垂直的位移,同时能起到自行清除泥沙和防水的作用,只要用简单的工具便可在桥面上对其进行更换或用硫化法对其进行修补.安装时先把缝内充当模板的泡沫板及其他杂物全部清理干净,并在伸缩缝凹槽内涂抹一层润滑油（液体蜡或黄油）后,用专用撬杠嵌入橡胶条,完成伸缩缝安装.施工完成后应及时清理干净施工现场.在砼的强度达到90%以前,不得开放任何车辆通行.保养期一般应不少于七天,确需通行应搭悬空踏板,并确定专人负责,确保混凝土的质量.广州毛勒桥梁附件有限公司提供的《伸缩装置质量检测报告》,参照JT/T327-1997检验标准结果合格（见下表）
伸缩装置质量检测报告
序号
检测项目
实测结论
备注
1 长度 73.6m/4条
2 焊接质量无绞边,夹渣,气孔,裂纹等缺陷
3 直线度1.3mm/m
4 平整度 <1mm
5 防护处理 表面抛丸除锈,环氧配套,防锈漆防护
6 预留尺寸30mm
7 橡胶带密封性能无断裂,渗水等现象
检测结果
合格
注:直线度,平整度在检测平台上检测.
3.结语
桥梁在营运过程中,伸缩缝装置是承受最大动力载荷的附件,桥面很小的不平整就会使它承受很大的冲击力,极易造成伸缩缝损坏.由于伸缩缝装置损坏至一定程度即会引起桥面跳车,从而影响桥梁的结构安全.因此对于开始局部损坏的伸缩缝应及时进行修复,做到经常性,不间断的维修,确保伸缩缝装置处于正常工作状态.伸缩装置的选用应根据各种伸缩装置的使用状况及适应范围进行分析对比,选择最经济,最合理的伸缩装置.我们所采用的毛勒伸缩装置,通过几年的营运,桥面平整,光滑,不漏水渗水,确保了车辆平稳行驶,收到了良好的效果.
参考文献
《公路与桥梁工程病害防治及检测修复实用技术大全》,长春出版社.1999年.
