天長市境內省道橋梁伸縮縫狀況及應對措施
2010-09-21 
1.工程概況

  2007—10前后,為配合國家與安徽省和滁州市公路主管部門的分類調查統(tǒng)計工作,天長市公路分局同期對天長市境內的省道橋梁伸縮縫狀況進行了專項調查分析。S312省道和S205省道分別貫穿天長市境東西和南北,主要承擔滁州至揚州干線的車輛交通和蘇北往南京的過境車輛;其中S312線道路以水泥混凝土路面為主,橋梁密度較大,交通流量明顯大于S205,重載車輛較多,且有超限車輛通行;而S205線雖然橋梁密度小,但穿越的白塔河為通航河流,橋梁凈空較高,跨徑較大。兩線的橋梁大部分建于上個世紀九十年代,近兩三年內均做過橋梁伸縮縫維護性改造,但兩年來的養(yǎng)護觀測發(fā)現,其使用效果欠佳,對橋梁客觀構成了病害。

  2.基本狀況

  2.1 基本任務

  為便于對橋梁伸縮縫狀況進行專項調查分析,使調查工作時間更為緊湊,調查過程中首先調研了臨近的江蘇省南京市有關路段,以及G205線的橋梁伸縮縫工作狀況,重點觀摩了6年前南京市六合區(qū)金江公路橋梁伸縮縫使用狀況。2007-09邀請有關專家,由工養(yǎng)科和工程處工作人員組成專項調查小組,逐橋進行了調查統(tǒng)計。

  2.2 調查統(tǒng)計

  主要對橋型、跨徑、設縫形式、數量、使用狀況進行了調查統(tǒng)計,統(tǒng)計結果見表1。

  表1 天長市境內省道橋梁伸縮縫數量調查統(tǒng)計表
 
2.3 主要病害形式
  調查中發(fā)現的主要病害有:各種形式的伸縮縫(木板式、橡膠板式及填料式、角鋼膠條式等)病害,主要有縫體松動和損壞、縫隙堵死、密封條老化斷裂、縫體變形移位造成錨筋剪斷、橡膠板老化、填縫料松散、混凝土缺損、防水功能缺失等表現形式。

  3.具體技術分析

  3.1 病害成因剖析

  病害分類按病害的成因主要可以分為功能性病害、工藝性病害及事故性病害等。

  3.1.1 功能性病害

  主要由于原設計或采購中未充分認識到伸縮縫對整橋使用的關鍵性影響,由伸縮裝置本身造成的病害。主要原因如下:

  (1)設計伸縮縫時末按使用功能選型,不能滿足跨徑伸縮量和各種錯位的需要;

  (2)對交通流量,尤其是重載交通估計不足;

  (3)受當時伸縮縫選型選材的條件局限;

  (4)受配套工程影響,結構物出現早期損壞,使得伸縮縫的壽命降低。

  在上述成因條件下,歷經多年的反復沖擊荷載作用,縫體出現了材質疲勞、強度退化,從而造成損壞。本次調查統(tǒng)計中,功能性損害比例約占95%以上。

  3.1.2 工藝性病害

  主要由于施工過程中保障措施不力產生的病害。本次調查統(tǒng)計中,工藝性損害比例約占5%。主要原因如安裝精度不夠,養(yǎng)生期不足等。

  3.1.3 事故性病害

  此類病害往往會給伸縮縫留下直接的病害或隱患,此次未經具體統(tǒng)計。

  3.2 逐橋病害分類

  3.2.1 橋梁位置排列

  橋梁位置排列圖見圖2。
  圖2 橋梁位置排列圖
3.2.2 逐橋調查圖片與病害成因

  橋梁病害及成因分析分別見圖2、表2。

  圖2 橋梁病害圖
圖2 橋梁病害圖
表2 各橋病害成因分析
 
3.3 不同病害成因分析

  3.3.1 工程設計缺陷

  由于橋梁客觀上存在熱脹冷縮現象,且伸縮縫需要埋設在梁板的端部,需要預留槽口,這對梁板結構而言是在斷面上的一種削弱。而設計時沒有設縫或沒有對梁端部慎重考慮,在荷載反復作用下,導致梁端內在的先期破損,進而引起伸縮裝置失靈,致使縫體伸縮功能失效,表現為兩側現澆混凝土的深度開裂、破損。這不僅降低了行車的舒適性,而且還會對梁體結構構成威脅性病害,直接影響到橋的使用壽命。

  3.3.2 結構選材不當

  與混凝土之間聯結無保護性措施,選材不當,受力不利,配筋不當,容易引起早期老化而失效,從而引起伸縮裝置不能正常工作,使外露路表上面的梁體工作失控,極易造成水泥混凝土破碎。

  3.3.3 安裝不當

  (1)安裝質量直接影響到伸縮縫甚至橋梁的整體質量和使用壽命,預埋筋埋設過低或過高,以及人為地放大或縮小梁端伸縮縫間距,橡膠伸縮縫因超限擠壓凸起而產生跳車,如縫距太大,荷載作用下的剪切力以及車輛行駛的慣性,產生另一類型的跳車或損壞。

  (2)過渡段的混凝土施工控制不嚴,如混凝土澆筑后,養(yǎng)護不及時或不重視,引起混凝土早期病害,造成與橋面接縫處凹凸不平,造成車輛行駛時的沖擊過大,從而引起伸縮裝置破壞。

  3.3.4 日常養(yǎng)護不及時

  日常運營中縫中硬物不能及時清理,影響伸縮縫變形或形成對膠條的擠壓破壞。橡膠板容易老化、破損,未能或不能及時更換,弓l起水滲漏到橋體下部結構,誘發(fā)結構物的早期病害。

  3.3.5其他因素

  如縫體選型不當造成滲水,對結構鋼筋的銹蝕;伸縮縫兩側處理不當造成行車道與護帶輪(人行道)的非同步變形,不但影響橋體的美觀,產生功能性破壞,而且將降低橋梁的使用壽命。

  4.應對措施

  4.1 基本分析

  實施工程改造中針對損壞程度和產生病害機理的不同,選擇了東起4#橋、銀定橋、向西6#橋(功能性病害)、向西4#橋(工藝性病害)作為示范性改造。

  在臨近城區(qū)的銀定橋,道路交通中流量較大和屢屢超載情況的出現,道路尤其是橋頭結合部不堪重負,橋梁伸縮縫對道路橋梁的行車舒適性和壽命的影響愈顯突出。結合示范性改造,把落實能滿足伸縮、防水的主要功能的橋梁伸縮裝置作為主要目標,同時按設縫跨徑選型,注意與維修工作中的淺槽錨固特定條件相適應,兼顧半幅施工、半幅通車的現狀,在較短時間內進行必要的改造。

  4.2 產品選型

  以適應天長市境內改造工程中、小橋為目標,選擇經濟合理的伸縮裝置,采取成熟的安裝技術,使之能夠滿足基本改造的需求,經比選采用了FSS系列產品。

  5.實施效果

  在前期4座橋的專項改造工程中,由滁州公路局天長分局委托皖東天達路橋有限公司組織現場實施。由于采用了可半幅分車道施工的FSS40淺槽錨固伸縮裝置,共完成近100 m改造工程,其間還完成了部分橋面損壞維修工作,短短兩周時間內成功進行了養(yǎng)護改造,花較少的資金達到了預期目的,取得了良好的效果(見圖3)。
圖3 實施效果圖

  6.結語

  為規(guī)范老橋伸縮縫改造,宜正確使用橋梁伸縮裝置。從貫徹安全第一、文明生產的方針出發(fā),施工過程中必須注意投入相應安全工作資金,以確保其安全技術的落實,配置必要的勞動保護措施和做好道路臨時交通標志的設置,使其符合國家有關部門的有關規(guī)定。從健全長效工作機制考慮,宜經常對橋梁的使用狀態(tài)進行評估,并配合各級管理部門對橋梁的檢查工作,把養(yǎng)護和專業(yè)改造以及大、中修工作緊密結合在一起。

  
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