桥梁伸缩缝养护及施工控制要点
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作者:李耀文
摘 要：在日常养护工作中发现，桥梁伸缩缝锚固区时常出现破损、变形等病害，对行车构成安全隐患。由于伸缩缝维修工期长，行车干扰大，夜间封闭交通存在较大的安全隐患。因此，有效控制速凝混凝土维修桥梁伸缩缝，提高桥梁伸缩缝的施工质量，延长桥梁的使用寿命，是当务之急。该文介绍了桥梁伸缩缝在日常养护中存在的盲点及快速维修施工中质量控制要点。
关键词：桥梁伸缩缝 病害分析 维修技术要点 新材料应用
中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（c）-0042-02
依托宁夏公路管理局石嘴山分局桥涵维修工程，针对G110线辖养路线内桥梁伸缩缝维修更换，查找桥梁伸缩缝各项通病，深入探索桥梁伸缩缝病害发展成因、影响因素，制定方案，确定高强速凝修补料维修伸缩缝施工工艺，对快速修复伸缩缝的工艺进行完善，提高桥梁伸缩缝的修复水平，彻底解决伸缩缝病害顽疾，大力提升桥梁使用年限，为百姓安全行车提供有力保障。
1 桥梁伸缩缝概况
桥梁伸缩装置是为使车辆安全平稳通过桥面接缝并满足桥梁梁体变形的需要，在桥面伸缩间隙处设置的一种装置的总称。
2 桥梁伸缩缝类型
目前我单位辖养路段内广泛采用的桥梁伸缩装置大都是嵌固对接型，主要由异型钢嵌固密封橡胶止水条和锚固系统构成，这种伸缩装置有着施工简单、止水条养护更换方便、密水效果好等特点。从近些年来伸缩缝的使用来看，这种伸缩缝破坏现象也很普遍，破坏的形式多种多样。
2.1 对接式伸缩装置
对接式伸缩装置有两种形式：一种是填塞对接型，这种伸缩缝的伸缩量约为0～25mm，其所使用的材料多为油毛毡和沥青麻絮，这种伸缩缝施工工艺简单，造价低，一般多见于小跨径旧桥。该伸缩缝在夏季热涨时填充料会被挤出高于桥面，而冬季冷缩时挤出的填料塑性较差不能复原，影响行车舒适度，并且由于砂石杂物会侵入缝隙而破坏伸缩缝的防水性，同时会造成板体钢筋锈蚀，加速支座老化。另一种是嵌固对接型伸缩缝，主要采用毛勒伸缩装置较多，其有一定的强度。
2.2 钢制支承式伸缩装置
主要有钢梳齿板型和钢板叠合型，采用面层钢板和梳齿钢板的构造，密封防水性较差。
2.3 模数支承式伸缩装置
由平行桥梁接缝方向，采用纵向钢梁和平行桥轴线的横向钢梁组合，且可根据要求随意增加中梁钢构件和密封橡胶止水条，加工组装成各种伸缩量的系列产品。对于单缝式，只设置边纵梁，不设中纵梁和横梁。
2.4 板式橡胶伸缩缝
由于橡胶材料具有缓冲减震及柔韧性，使得其防水性能和减少噪声的性能较好，是一种具有刚柔结合的装置，同时由于其施工工艺简单、伸缩量可以满足一般大桥的需要。但由于摩阻力比较大，加工或施工稍不注意，容易产生早期破坏。
3 桥梁伸缩缝病害成因分析
随着公路运行交通量的增加和汽车载重量的不断增加，桥梁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作用，而且长期受大自然环境因素的影响，因材料的侵蚀老化和强度疲劳，以及混凝土面板和梁的结合强度不够，是桥梁结构最容易遭到破坏且较难修复的部位。我们针对凿开的伸缩缝进行观测发现以下几点问题。
3.1 设计方面
（1）伸缩量计算不准确，伸缩间隙应是桥梁伸缩量和富裕量的总和。
（2）伸缩缝装置直接与桥面铺装连接，未与梁板直接连接受力。
（3）桥侧护栏改造施工时未对护栏伸缩缝进行详细设计。①导致桥侧护栏与路基护栏连接时无伸缩功能。②桥侧混凝土护栏伸縮预留间隙不足，没有考虑后期维修更换间隙，混凝土护栏伸缩缝处没有设计预埋件，造成后期维修不便。
（4）伸缩缝改造设计时，伸缩缝未贯通桥梁整体宽度，只对桥面净宽进行设计施工，造成伸缩缝两端伸缩间隙堵塞、伸缩缝排水腐蚀墩台盖梁及支座。
3.2 施工方面
（1）施工架梁时梁端部位的不整齐、预留间隙宽窄不一，梁端间隙小于伸缩量，致使浇筑砼薄厚不一，造成板端刚度不足，伸缩缝型钢受力不均。
（2）浇筑伸缩缝砼时塌落度控制不到位，振捣不密实。
（3）钢筋连接焊接不牢固，保护层厚度不够，致使伸缩缝与钢筋连接脱落。
（4）平整度不佳，造成伸缩缝处跳车，增加伸缩缝冲击受力。
（5）桥侧护栏伸缩缝处预留宽度不满足设计要求，施工后缝内模板未拆除，导致伸缩缝失效。
3.3 养护方面
（1）伸缩缝上槽口清理不及时，造成缝内胶条破损，致使雨水锈蚀钢筋，侵蚀墩台支座，散落杂物堵塞梁端与背墙间隙，造成伸缩失效，梁体位移。
（2）伸缩缝胶条更换不符合伸缩量，冬季梁体收缩，止水胶条破损脱落。
（3）支座严重脱空，相邻的梁板形成剪切受力，造成伸缩缝锚固区破损，型钢断裂。
4 养护及施工控制要点
针对以上伸缩缝常见病害，对伸缩缝的养护维修制定详细措施方案。一般情况是不能完全阻断交通进行伸缩缝维修施工的。所以在施工前要对材料性能、结构形式、施工方法充分考虑。
4.1 维修施工前准备工作
（1）在维修更换前对维修桥梁的技术档案进行详细查阅并现场勘查，查明损坏原因，采用行之有效的、与之相适应的修补方法，确定桥梁结构形式及跨径，对伸缩缝伸缩量进行详细计算。根据伸缩缝伸缩量计算公式：
式中：ΔLt为温度变化引起梁体的总伸缩量;ΔLt+为温度变化引起的梁体伸长量;ΔLt-为温度变化引起梁体收缩量;Tset为伸缩缝施工时的安装温度;α为材料的膨胀系数，水泥混凝土为10×10-6;钢结构为12×10-6;L为计算梁体的总长度。 （2）通過公式我们可以根据施工时期的平均温度计算出梁体的伸长量和收缩量，加上混凝土的收缩和徐变引起的缩量，再考虑30%的富裕量，最后确定伸缩装置的预压值，复核设计图纸数据，联系厂家对伸缩装置进行预压安装定位。
（3）对伸缩缝施工现场进行交通管制，布设养护安全作业区，设置施工警示标志。检查机械设备及小型机具完好率并配备齐全，材料及辅助材料检验合格进场备用。为了提高伸缩缝平整度及伸缩缝型钢强度，应按照桥面横坡长度采购整根伸缩装置，尽量避免现场进行短伸缩缝拼接加长使用。
4.2 切缝及开槽
检查桥头与沥青混凝土路面连接处平整度情况，如有桥头跳车或路面沉陷及严重车辙等情况，应先对路面进行维修处治，恢复路面与桥面的平顺度再根据实际情况对伸缩缝锚固区进行放样画线切割。采用风镐或液压工作站凿除锚固区混凝土，拆除损坏伸缩装置，确保伸缩缝锚固筋能够连接到台背和桥面铺装的预埋钢筋上，同时清理梁板端头与台背间的杂物，保证梁板的伸缩间隙符合设计文件的要求。
4.3 植筋
在伸缩装置安装前，如遇到原桥预埋钢筋较短或钢筋锈蚀强度不足时，或台背钢筋达不到设计图纸的要求时，应进行植筋，加固伸缩装置与台背和桥面梁板间的连接。
在台背墙上中间位置布置打孔，并用毛刷多次清孔、吹孔，然后填入植筋胶，预埋螺纹钢筋并与背墙钢筋焊接牢固，植筋深度应大于16倍钢筋直径，间距根据伸缩缝钢筋连接位置，与伸缩装置的锚固钢筋搭接焊接牢固。同时利用3m直尺，每间隔1m对桥面与伸缩缝的衔接平整度进行调整固定，确保平整度和顺直度符合要求，然后再对伸缩装置锚固区的钢筋进行绑扎和焊接。
4.4 高强速凝混凝土浇筑
（1）应采用宽胶带对伸缩装置中容易侵入水泥浆的地方进行封闭，防止混凝土渗入模数式伸缩装置位移控制箱内，也不允许将混凝土溅填在密封橡胶止水带嵌入缝中及型钢表面。同时采用与伸缩装置预留间隙相等厚度的泡沫板，填入伸缩装置间隙内至梁板底部，防止混凝土渗入预留间隙，影响伸缩缝的伸缩量。最后采用高压水枪冲洗伸缩缝开槽界面，清除明水，经验收合格后浇筑混凝土。
（2）采用高强速凝修补材料修补时注意事项。
高强速凝修补材料是一种以水泥为基础的结合剂，既具有高分子环氧材料的粘结性，又具有无机材料耐久性的新型混凝土复合材料。具有抗压强度高、固化迅速、粘结性能好、高耐碱性、界面附着力强、对水质及周围环境无污染等特点。
①在选择高强速凝修补材料的时候，一定要注意该产品的技术指标和使用方法。除了5h内的抗压强度和抗折强度外，特别注意速凝修补材料施工的温度条件及水灰比。由于高强速凝修补材料水化反应特别快，要注意速凝修补材料的水灰比和施工温度，一般气温在25℃～30℃时，搅拌量易控制在40kg以内，混凝土初凝时间在30min，终凝时间在60min内，气温越高初凝越快。特别要注意施工组织的安排，应进行分条分块的浇筑成型，配好的混凝土应在0.5～1h内完成浇筑。
②尽量避免冬季施工，冬季维修施工时应对碎石和水进行加热处理，加热温度控制在不超过65℃，然后进行拌和，对维修界面应采用热水充分润湿预热后，去除明水再进行混凝土浇筑。浇筑成型后应进行洒热水养生并采用电热毯进行覆盖保温。
③高强速凝修补材料不适合大体积混凝土的维修施工，适合小型构件的应急维修处治、桥面交通保障抢修等小修工程作业。
（3）桥侧混凝土护栏（或钢护栏）应预留足够的伸缩间隙，保证桥侧护栏伸缩缝与桥梁伸缩状态同步。当桥侧护栏间隙过大时，可采用钢板对伸缩缝进行覆盖，钢板只固定于护栏伸缩缝的来车方向一侧，保证伸缩缝自由伸缩。
5 结语
桥梁伸缩缝在桥梁的使用功能和寿命中对桥梁整齐结构产生不可低估的影响，因而对桥梁构部件的精细化施工和养护，才能确保施工质量，保障人民的出行安全舒适，提高社会效益。
参考文献
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