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淺談橋梁伸縮縫的維修改造
2010-09-20 
隨著經濟建設的高速發展,我國的市政建設得以飛速發展,建造了許多跨江橋、立交橋、高架橋,這對于緩解城市交通擁擠的局面起著非常積極的作用。但是隨著交通量的日益增長,重載高速的車輛行駛,這不僅使已有標準橋梁受到損傷,就連比較新的橋梁也不同程度產生了病害。特別是橋面伸縮縫部分。橋面伸縮縫由于設置在梁端構造薄弱部位。直接承擔車輛反復荷載作用,又大多暴露在大自然中,受到各種自然環境的影響.因而可以說伸縮縫是易損壞,難修補的部位,經常會發生各種不同程度的缺陷。橋面伸縮縫的損壞,不僅影響著橋梁的正常使用。而且增大了養護維修的工程量,造成了一定的經濟損失和不良社會影響,這一問題必須引起我們高度重視。根據我國既有橋梁伸縮縫的維修改造情況,筆者從伸縮縫的基本病害,幾種常用伸縮裝置的性能特點及維修施工方法,以及今后橋梁伸縮縫裝置的發展方向等這幾個方面談談自己的體會。

  1.橋梁伸縮縫的基本病害

  根據近年來對橋梁伸縮縫調查情況,其基本侵害概括如下:

  (1)98%以上的伸縮縫出現程度不同的滲漏。伸縮縫的滲漏,首先會加速橋梁支座的破壞以致失效,其次是橋面污水通過伸縮縫滲漏后,含酸、堿腐蝕性物質與伸縮縫處的粱端混凝土發生化學作用,導致砼的疏松、剝落。進一步就會影響到結構鋼筋的銹蝕,從而又加速砼的破壞,另外橋面污水通過損壞的伸縮縫滲漏到橋梁墩臺,使其污濁不堪,影響市容。

  (2)由于混凝土標號低,未設置鋼筋網,鋼筋網與橋面板鋼筋的錨固互不相連,車輛的彈跳與震動引起剛性帶砼破壞。

  (3)伸縮縫兩側橋面鋪裝層破裂,破碎變形嚴重。

  (4)錨固螺栓螺絲磨損,橡膠板松動或脫出。

  (5)固定鐵件松動,整條橡膠帶脫出。

  2.選型

  橋梁伸縮縫的型式選擇必須根據其所在道路性質,橋梁類型,需要的伸縮量,所處的自然環境,結合考慮其整體的耐久性、平整性、防水性及施工的便利性、經濟合理性等方面。鋼制伸縮縫多用于鋼橋上,直接用螺栓牢固地將其安裝于鋼粱的翼緣板上,其它型式的伸縮縫多用于砼橋上,其錨固問題則通過預埋鋼筋,澆筑預留槽砼一次成整體解決。根據我省橋梁伸縮縫的破壞情況分析,我們選取伸縮縫必須滿足以下三方面的要求:一是滿足粱體伸縮自如的需要,二是縫位不出現漏水,三是連接部位具有足夠的剛度以及足夠的錨固強度。

  3.幾種常用伸縮裝置的性能特點

  3.1結構類型

  近年來,國外的一些公司與廠家相繼推出了一些新產品,但目前尚無十全十美的伸縮縫結構形式.我省近年來進行改造的伸縮縫結構類型大致有以下三類:

  (1)橡膠板式伸縮縫。

  (2)彈塑體伸縮縫:瀝青瑪蹄脂填縫,TsT彈塑體伸縮縫。

  (3)異型鋼橡膠體伸縮縫:毛勒伸縮縫,BEJ伸縮縫,SKC伸縮縫,SD伸縮縫,仿毛勒伸縮縫。

  3.2結構構造

  其基本結構構造如下圖,下面給出了橡膠板式伸縮縫、TST彈塑體伸縮縫、SKC伸縮縫三種型式的結構構造橫斷面圖:
圖1 橡膠板式伸縮縫構造圖(單位:mm )
  
  圖2 SKC伸縮縫構造圖(單位:cm)
  圖3 TST伸縮縫構造圈
  3.3性能

  對這三類伸縮縫的優缺點我們總結如下,見下表幾種改造方法的比較。
幾種改造方法的比較(修復一道伸縮縫長8米)

  4.仿毛勒伸縮縫的推廣應用

  隨著城市交通的快速發展,伸縮縫裝置設置不好將直接影響到整條路的平整度和安全舒適度,我們嘗試了各種各樣的伸縮縫.但在工藝及使用功能壽命上尚存在不少問題。根據目前的施工工藝技術情況以及使用效果來看,采用BEJ伸縮縫誠言是比較理想的,但是其造價高達6千元一米,為了降低成本,節省開支,我們探索采用一種類似毛勒縫的伸縮縫,稱之為仿毛勒縫(結構構造見圖4),從96年開始先后在我省多座公路立交等橋面上應用,取得了良好的效果。
 圖4 仿毛勒伸縮縫構造圖(單位:cm)
  4.1其主要優點有:

  (1)采用新型型鋼伸縮縫,它由國產熱軋成型的異型鋼材和密封橡膠帶構件組成,具有建筑高度低,結構簡單,安裝方便,具有明顯的可靠性和耐久性,止水效果顯著,滲漏現象完全堵塞。

  (2)剛性帶的厚度可薄至7cm,錨固鋼筋安裝布置簡單,對于舊橋橋面加鋪瀝青砼改建時,進行伸縮縫改造有著非常重要的意義。

  (3)采用快速鋼纖維砼其強度性能明顯改善,大大縮短了施工工期。整個構件可做到半幅施工,半幅通車,交通干擾少。

  (4)行車平穩舒適, 無噪聲。

  4.2安裝步驟

  (1)放線。放出伸縮縫中線及剛性帶邊線(每側0.5m)。

  (2)界縫并開挖。用界縫機將剛性帶兩側邊線切割后(深度大于7cm),將橋面鋪裝層開挖至梁面,鑿出粱頂鋼筋網。

  (3)根據當時旌工時氣溫定出安裝縫寬,再按實際橋面縱、橫坡定出型鋼頂面的標高,預埋鋼筋與它焊接,鋼筋網與粱頂鋼筋設置架立錨固短鋼筋相連接。

  (4)澆搗混凝土,混凝土養生。型鋼凹槽里不能留有混凝土或水泥漿。

  (5) 清除型鋼內雜物,除銹,型鋼凹槽里涂一層粘接劑,從一端把橡膠條一側先嵌入凹槽內,再嵌入另一側。

  5.橋梁伸縮縫維修改造的發展方向

  橋梁伸縮縫問題現在仍處于探索研究中,它對車行道路面的平整度以及行車舒適平穩的性能會產生較大的影響。在國外有的國家把無接縫作為橋面設計的方針,這一觀點逐漸被越來越多的專家學者所認可。為了改善路面與梁端相接處的平整度,一方面應當加大橋梁的聯孔長度減少伸縮縫的數量,另一方面要不斷改進伸縮縫的型式、材質以及設計、施工質量。

  采用多跨連續減少伸縮縫的數量,在某大橋曾嘗試15米簡支梁每四跨一聯60米設一道伸縮縫是較為成功的,而在另一鐵路立交橋全橋250米,原設計為4條伸縮縫,后由施工單位改為僅在橋臺2條伸縮縫。而縫寬也僅為4cm。通過多年的運行,橋面連續處多處出現裂縫,給重新維修改造造成很大困難。由此可以看出,維修改造橋面連續的實施必須充分考慮原設計的意圖,以及既有伸縮縫可以承擔的粱體伸縮量,以及橋面連續后對梁、墩臺、支座等方面的影響。

  采用瀝青填縫料或者合成橡膠砼和硅膠密封體系在今后很長一段時間內能滿足90%以上橋梁伸縮縫的要求,因而具有廣泛的發展前途。我們嘗試采用TsT彈塑體填充式伸縮縫,由于采用的材料及施工工藝并不盡合理,在使用功能和壽命上尚存在不少問題,并不令人滿意。另外,瀝青填縫料的應用也是有范圍的,按目前的技術水平,它不能承受大于5cm的位移,此外在溫度低于-l℃時便失去了彈性,并要求接縫至少厚5cm。而合成橡膠砼和硅膠密封體系伸縮縫都可以克服瀝青填縫料的缺陷,是一種有效的替代方法,但是其聚合物砼價格比標準混合料要貴許多倍,應用它無疑要花費較大的投資。

  盡管如此,我們認為無接縫設計仍然是我們努力的方向。伸縮縫高于或低于其兩側路面5mm以上,車輛經過時就會發生跳車,這要求我們在施工時要用訓練有素的技術工人精心安裝,同時配有實踐經驗的專業技術人員現場指導來完成,這樣才能確保施工質量。才會有行車舒適平穩、結構性能良好的伸縮縫,乘客才不會感覺到接縫的存在。

  
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