文/劉相龍 煙臺市公路管理局 山東煙臺 264000
伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分,能夠起到保證橋面連續(xù),同時(shí)對橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分隔并釋放梁端縱向位移的作用。實(shí)際的伸縮縫使用中已出現(xiàn)大量的病害,不僅影響了行車效果,同時(shí)還可能對結(jié)構(gòu)安全造成隱患。
(1設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過程中沒有實(shí)際考慮到當(dāng)?shù)氐臏夭钭兓?,沒有根據(jù)所選用的伸縮縫型號對兩邊的梁體高程進(jìn)行有效地控。(2) 在計(jì)算伸縮量的時(shí)候沒有實(shí)際考慮到伸縮縫的自由伸縮能力錯(cuò)誤估計(jì)行車荷載和外部自然因素對于伸縮縫的影響,致使伸縮縫在溫差變化過程中沒有能夠考慮自身的熱脹冷縮。(3) 設(shè)計(jì)者在計(jì)算伸縮縫受力的時(shí)候沒有注意考慮實(shí)際問題,伸縮縫和梁體之間的受力點(diǎn)不合理,在行車荷載的作用下,伸縮縫容易遭到破壞,當(dāng)伸縮縫受到損害后,嚴(yán)重影響行車舒適性和安全性,常發(fā)生跳車現(xiàn)象,反過來由于力的集中加劇了伸縮縫的損壞。(4) 在設(shè)計(jì)過程中沒有選用良好的橡膠條或者封條,水等滲入伸縮縫中,導(dǎo)致伸縮縫銹蝕、破壞。
( 1) 選用伸縮縫時(shí),有些施工單位為節(jié)約成本,以次充好,選用不符合國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的品種和規(guī)格的伸縮縫,從不正規(guī)生產(chǎn)廠家購買劣質(zhì)伸縮縫。(2)在施工過程中,由于缺少梁頭位置的預(yù)留鋼筋,或預(yù)留錨固筋被工地過往的施工車輛碾壓,造成預(yù)留錨固筋的損壞,伸縮縫鋼筋與錨固筋之間的連接性被削弱,在澆筑混凝土后,出現(xiàn)伸縮縫整體剛度不夠的情況。通車后,在高速、重載車的反復(fù)碾壓過程中,混凝土?xí)霈F(xiàn)松散或損壞的情況,甚至?xí)p壞混凝土路面,造成混凝土的開裂。如果伸縮裝置兩側(cè)的瀝青混凝土或水泥在碾壓時(shí)不夠緊密、緊實(shí),都會使混凝土在通車后出現(xiàn)開裂或者脫落,最終破壞伸縮裝置的性能。(3)在澆筑混凝土的過程中,由于混凝土澆筑不夠密實(shí),會使路面的承載力不足。由于車輛在通行的過程中會產(chǎn)生沖擊力,所以會加大伸縮裝置錨固系統(tǒng)和伸縮縫兩側(cè)水泥和混凝土的承載力。在震動(dòng)和車輛荷載的雙重作用下,伸縮裝置的錨固混凝土最終會因彈性不足產(chǎn)生損壞,在長期運(yùn)作下,錨固裝置會出現(xiàn)變形,甚至?xí)撾x混凝土,造成伸縮裝置的徹底損壞。(4)在竣工階段,施工人員往往為了趕工期,在安裝伸縮裝置時(shí),往往會忽視內(nèi)部的質(zhì)量,如在焊接伸縮裝置的錨固鋼筋時(shí)不夠牢固,甚至?xí)霈F(xiàn)遺忘預(yù)埋鋼筋的現(xiàn)象,人為地將梁端伸縮縫間距擴(kuò)大或縮小,使定位角鋼的位置不夠準(zhǔn)確。因此,要加強(qiáng)對伸縮縫的施工質(zhì)量檢查。在設(shè)計(jì)階段,就要針對伸縮縫的深度、寬度、預(yù)埋件的位置以及縫內(nèi)垃圾等問題進(jìn)行全面檢查,并要及時(shí)處理問題。在施工過程中,不得隨意更改伸縮縫的各項(xiàng)指標(biāo)。
運(yùn)營期間,在伸縮縫兩側(cè)的混凝土和伸縮縫之間存在一定的高差或者凹凸情況,在行車沖擊荷載的作用下,伸縮縫很容易受到相應(yīng)的沖擊力破壞。
從廣泛的伸縮縫結(jié)構(gòu)型式上,伸縮縫類型包含了鋼板式、模數(shù)式、橡膠式、嵌填式和無縫式。不同類型的伸縮縫,其適宜的變形量不等。例如鋼板式可用于伸縮量40~60mm情況,橡膠式可用于伸縮量60mm以下,模數(shù)式則可用于伸縮量80~1200mm,嵌填式僅用于伸縮量20~40mm之間的形式。這些類型的伸縮縫,應(yīng)該根據(jù)橋梁具體的伸縮變形量進(jìn)行選擇,大跨徑橋梁一般需要選擇橡膠式伸縮縫。
首先,應(yīng)該根據(jù)伸縮縫的尺寸型號確定預(yù)埋方法,各種預(yù)埋件的安裝順序和連接方法等,需要在安裝之前確定詳細(xì)的預(yù)埋方案,這樣可使得現(xiàn)場施工中根據(jù)預(yù)埋方案高效率、高質(zhì)量地埋設(shè);其次,選擇好安裝時(shí)機(jī),因?yàn)榘惭b時(shí)的室外溫度會影響伸縮縫的伸縮量,繼而影響伸縮縫的安裝位置及其力學(xué)性能,應(yīng)該在設(shè)計(jì)調(diào)整的伸縮定位寬度范圍內(nèi),控制安裝允許誤差,一般要求誤差在2mm以內(nèi);最后,安裝完伸縮縫需要澆筑混凝土,將伸縮縫與周圍進(jìn)行連接,混凝土與伸縮縫的連接密實(shí)程度直接決定了伸縮縫的運(yùn)營性能,應(yīng)該盡量選用高強(qiáng)度和高膨脹性混凝土,并嚴(yán)格控制澆筑質(zhì)量,保證錨固區(qū)寬度。
伸縮縫在實(shí)際運(yùn)營使用中會出現(xiàn)各種細(xì)微病害,或者出現(xiàn)雜物填充的情況。定期的養(yǎng)護(hù)和管理工作,對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理伸縮縫病害,延長其使用壽命,具有重要意義。例如根據(jù)伸縮縫的設(shè)計(jì)荷載等級,需要對超載和重載車輛進(jìn)行管控;需要時(shí)常清理伸縮縫中的垃圾以及砂土,防止伸縮縫出現(xiàn)堵塞和磨損問題,保障伸縮縫的變形性能。需要定期對伸縮縫的工作性能進(jìn)行檢測,根據(jù)室外溫度、伸縮縫開口值進(jìn)行必要的參數(shù)核對,并結(jié)合檢測結(jié)果進(jìn)行相關(guān)病害排查,發(fā)現(xiàn)病害需要進(jìn)行及時(shí)修復(fù)。
對于運(yùn)營中出現(xiàn)的伸縮縫病害,需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù),避免病害進(jìn)一步發(fā)展。如果發(fā)現(xiàn)混凝土破損和凹陷等病害,需要采用高強(qiáng)混凝土進(jìn)行維修找平;如果是混凝土開裂,可以采用高強(qiáng)環(huán)氧樹脂進(jìn)行裂縫修補(bǔ)。如果是伸縮縫本身的病害問題,嚴(yán)重的應(yīng)該進(jìn)行更換。例如:梳形鋼板伸縮縫的錨固失效,會導(dǎo)致整個(gè)鋼梁平面發(fā)生傾斜,這時(shí)僅僅通過植入高強(qiáng)螺栓不能從根本上解決問題,而需要將不平整的梁平面完全鑿除,重新安裝錨固螺栓使得鋼梁在一個(gè)平面上受力。
總之,橋梁伸縮縫作為橋梁工程的重要組成部分,其安裝質(zhì)量將直接影響到橋梁使用壽命,要根據(jù)要求,以預(yù)防為主,采取有效防治措施,確保橋梁伸縮縫質(zhì)量,使車輛舒適安全地行駛。
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