橋梁伸縮縫病害原因分析及毛勒伸縮縫施工技術(shù)
2011-07-07 來源：新浪
引言
在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,通常在橋的兩梁端之間,梁端與橋臺之間設(shè)置伸縮縫.它的作用是在于調(diào)節(jié)由車輛荷載環(huán)境特征和橋梁建筑材料的物理性能所引起的上部結(jié)構(gòu)之間的位移和聯(lián)結(jié).伸縮縫裝置是橋梁結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件,理想的伸縮縫裝置必須滿足上部結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺之間的位移;伸縮縫裝置的錨固是牢固可靠,經(jīng)久耐用的,能夠抵抗機(jī)械磨損,碰撞;車輛行駛平穩(wěn),舒適;能防止雨水和垃圾滲入;安裝方便,簡單,易檢查且便于養(yǎng)路工操作.由于氣溫變化,混凝土收縮與徐變,各種荷載所引起的橋梁撓度,橋面縱坡及行車制動力等因素的影響,橋梁伸縮縫裝置產(chǎn)生早期破壞,縫體變形和現(xiàn)澆砼表面局部剝落,甚至破損等病害.毛勒伸縮縫裝置是一種鋼—橡膠組合型橋梁伸縮縫,具有安全傳遞荷載,密封防水性良好,伸縮自如,施工安裝簡便等特點(diǎn).
1.橋梁伸縮縫病害產(chǎn)生的主要原因
隨著交通量的增加和汽車載重量的增大,橋面伸縮縫由于設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位,直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊作用,而且長期暴露在大自然中,所處環(huán)境比較惡劣,因材料的磨損和疲勞,以及混凝土面板或梁的結(jié)合強(qiáng)度不夠,是橋梁結(jié)構(gòu)最易遭到破壞而又較難修復(fù)的部位.造成橋面伸縮裝置破壞的主要原因可歸納如下幾方面:
1.1設(shè)計(jì)方面的原因:
1.1.1設(shè)計(jì)時梁端部未能慎重考慮,在反復(fù)荷載作用下,梁端破損引起伸縮裝置失靈.有些橋梁結(jié)構(gòu),橋面板端部剛度不足,當(dāng)橋面板受到汽車荷載作用時,因翼板較薄,橫向聯(lián)系較弱,導(dǎo)致橋面板反復(fù)變形過大;
1.1.2伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確,沒有考慮到伸縮裝置安裝時的實(shí)際溫度對伸縮裝置的影響,伸縮裝置本身無法或很難調(diào)整初始位移量,選型不當(dāng),采用過小的伸縮間距,導(dǎo)致伸縮裝置破損;
1.1.3一些設(shè)計(jì)是將伸縮裝置的錨固件置于橋面鋪裝層中,與主梁（板）連接的部分很少,而且力的分布不容易傳遞,微小的變形可能演變成大的位移,最終導(dǎo)致砼粘結(jié)力的失效;
1.1.4使用粘結(jié)或橡膠材料等制造的新型伸縮裝置,材料和結(jié)構(gòu)選擇不當(dāng),防水,排水設(shè)施不完善,造成錨固件受腐蝕,梁端和支座侵蝕嚴(yán)重;
1.1.5設(shè)計(jì)上未嚴(yán)格規(guī)定伸縮裝置兩側(cè)的后澆砼和鋪裝層材料的選擇,配合比,密實(shí)度和強(qiáng)度,產(chǎn)生不同程度的破壞,致使伸縮裝置營運(yùn)質(zhì)量下降.
1.2施工方面的原因
1.2.1對橋梁伸縮裝置施工工藝重視不夠,未能嚴(yán)格掌握施工工藝和標(biāo)準(zhǔn),并按安裝程序及有關(guān)操作要求施工,致使伸縮裝置不能正常工作;
1.2.2伸縮裝置兩側(cè)水泥砼和瀝青砼鋪裝層結(jié)合不好,碾壓不密實(shí),容易產(chǎn)生開裂,脫落.加上剛?cè)嵯嘟?容易產(chǎn)生臺階,最終引起伸縮裝置的破壞;
1.2.3后澆砼（或其它填充料）澆注不密實(shí),時常出現(xiàn)蜂窩,空洞等,達(dá)不到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求,難以承受車輛荷載的強(qiáng)烈沖擊.有時提前開放交通,致使過渡段的錨固
混凝土產(chǎn)生早期損傷,從而導(dǎo)致伸縮縫營運(yùn)環(huán)境下降;
1.2.4伸縮裝置安裝是橋梁施工最后幾道工序之一,為了趕竣工通車,忽視內(nèi)部質(zhì)量管理,施工人員疏忽大意,伸縮裝置錨固鋼筋焊接的不夠牢固或產(chǎn)生遺漏預(yù)埋鋼筋的現(xiàn)象,梁端伸縮縫間距人為地放大和縮小,定位角鋼位置不正確,給伸縮縫本身造成隱患,質(zhì)量不能保證.
1.3養(yǎng)護(hù)不周及外界的影響
1.3.1原有橋梁鋪裝層逐漸老化,得不到及時經(jīng)常的維修,因此破壞不斷擴(kuò)展;
1.3.2落入伸縮裝置的砂土,雜物未能及時認(rèn)真地清掃,使原設(shè)計(jì)的伸縮量不能保證;
1.3.3車輛荷載增大,交通量增加,車輛的沖擊作用也隨之明顯變大.橋梁超載情況不能得到有效控制,超載車輛自行上橋,對橋梁伸縮裝置的有效使用和耐久性帶來嚴(yán)重威脅;
1.3.4地震等其他惡劣氣候條件的影響.
2.毛勒伸縮縫施工工藝
國道323線黃浪水至牛頭潭路段上的黃浪水橋?yàn)門型梁橋,橋?qū)?8米,原橋面設(shè)置了橡膠板伸縮縫.這種伸縮縫的常見缺陷有:橡膠板容易破壞損傷或剝離;在橡膠嵌條連接部位漏水;錨固構(gòu)件破損,錨固螺栓松脫;伸縮縫構(gòu)造部位下陷或凸出;車輛行駛時不適,發(fā)出過大噪聲.由于橋梁在多年?duì)I運(yùn)過程中,車流量大,車速快,超限車輛多,巨大的車輪沖擊力造成橡膠伸縮縫的某些伸縮裝置的部件松動,破損,脫落,甚至危及橋面,嚴(yán)重影響行車安全.單靠養(yǎng)護(hù)的局部維修或更換個別部件無法修復(fù),需要更換伸縮縫裝置.我們采用廣州毛勒橋梁附件有限公司生產(chǎn)的HM-DX系列伸縮縫裝置進(jìn)行施工,產(chǎn)品型號包括D40～D120伸縮縫裝置,我們在國道323線的黃浪水橋和黃金村橋安裝毛勒伸縮縫73.6米. HM-DX橋梁伸縮縫裝置的功能主要有兩方面:其一能將橋面上車輛的豎直及水平荷載通過支承結(jié)構(gòu)可靠地傳遞到梁體上,其二能適應(yīng)梁體伸縮位移的需要,并以最小的位移阻力適應(yīng)梁體縱向位移的變化.為了不影響正常通車,施工采用半幅施工半幅通車的方法.橋梁伸縮縫裝置產(chǎn)品在安裝施工中為確保其特有的先進(jìn)性,可靠性,平順性,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝.
2.1切縫,清槽
更換伸縮縫施工,根據(jù)伸縮縫設(shè)計(jì)圖紙寬度放樣切縫,用砼切縫機(jī)切縫,切縫時應(yīng)注意保持路面切口垂直整齊平順,無啃邊現(xiàn)象.兩切縫隙間的材料用風(fēng)鎬鑿除,并將槽口表面混凝土鑿毛,將槽口內(nèi)原伸縮縫填料及時清理干凈并沖洗.注意不能將槽口以外的砼破壞.用高壓泵沖洗槽口和構(gòu)造縫內(nèi)殘留的雜物.
2.2校正鋼筋
認(rèn)真檢查預(yù)埋鋼筋,由于過往車輛及鋪筑路面時施工機(jī)械及車輛的碾壓,預(yù)埋筋會出現(xiàn)裂紋,折斷及缺失現(xiàn)象,對有裂紋和折斷的鋼筋應(yīng)及時效正并按焊接要求補(bǔ)焊或補(bǔ)鋼筋,對扭曲的預(yù)埋筋要理順,以滿足預(yù)埋鋼筋尺寸的要求及安裝毛勒裝置的焊接要求.實(shí)際安裝中為確保安裝質(zhì)量,所有錨環(huán)均與預(yù)埋筋相焊接,焊接前對鋼筋表面進(jìn)行除銹處理.
2.3填塞構(gòu)造縫
用相應(yīng)厚度的泡沫板塞入異型鋼構(gòu)造縫內(nèi),注意要有足夠的深度和嚴(yán)密性,上面應(yīng)和槽底相平,不能有松動和較大的縫隙,以防止漏漿.
2.4就位和焊接
HM-DX系列伸縮縫裝置是在工廠制造并組裝,安裝前應(yīng)根據(jù)安裝溫度調(diào)整好伸縮縫裝置間隙,用吊車或人工將伸縮縫裝置放入槽口內(nèi),注意前后左右位置要準(zhǔn)確.遇有受阻的預(yù)埋筋可適當(dāng)扳彎,然后借助鋁合金直尺由中間向兩端調(diào)整伸縮縫裝置的頂面高度,直至頂面比路面低0-2mm（D80）,0-3mm（D160）,這時如果伸縮縫裝置的縫隙寬度正好符合安裝溫度的要求,即可將預(yù)埋筋扳靠到較近的伸縮縫裝置錨環(huán)上進(jìn)行焊接.順序?yàn)閺闹虚g向兩端先點(diǎn)焊,然后檢查復(fù)測,待符合要求時,再由中間向兩端補(bǔ)焊.每米各邊至少有兩處焊接,每條焊縫長度不小于40mm.焊接完成后,及時割除固定門架即可.如果伸縮縫裝置的縫隙寬度不符合安裝溫度的要求,可用上述方法先將一根邊梁和預(yù)埋筋焊接固定,再從中間向兩端逐步割除固定門架,調(diào)整好間隙和高度后進(jìn)行焊接.
2.5塞泡沫板,穿筋,蓋網(wǎng),澆筑水泥砼
施焊結(jié)束后,伸縮縫裝置處于正常伸縮狀況,此時選擇寬度比縫隙寬度寬50mm,長度約為200mm,高度比槽口深度低40mm的泡沫板,上面橫向切成V形槽,即可依次塞入兩邊梁下口的間隙中,并向一個方向靠攏擠緊,用泡沫板將縫隙塞嚴(yán),以防漏漿,塞縫寬度要保證伸縮縫設(shè)計(jì)的最小寬度,然后沖洗槽口,將槽口雜物清理干凈.安裝D160時,要保護(hù)好橫梁箱內(nèi)和橫梁上不得有砂漿漏入.將φ12mm（D80）或φ16mm（D160）鋼筋按圖紙要求穿入錨環(huán),覆蓋φ6-80×80 mm鋼筋網(wǎng),并分別用鐵絲扎牢.在澆筑砼前再次檢查伸縮縫裝置其平整度（偏差≤2mm）,中線位置,縫隙等是否符合要求,如出現(xiàn)變動應(yīng)先校正好后方可澆筑砼.按設(shè)計(jì)標(biāo)號對稱澆筑混凝土,伸縮縫裝置內(nèi)部和下方是振實(shí)的重點(diǎn)部位,凡未能振實(shí)造成脫空或未能排出氣泡,均為不合格,尤其是與橋面和異型鋼頂面相接處,更要嚴(yán)格控制.砼倒入槽口后,需用插入式振搗棒振搗,振搗時必須注意伸縮縫邊梁下,錨環(huán),錨板及支撐箱下部混凝土的密實(shí)性,支撐箱下宜用小石子混凝土.在澆筑砼時注意防撞墻處的修復(fù).砼澆筑完后應(yīng)用磨光機(jī),三米直板和泥刀抹面,在抹面時應(yīng)用三米直尺檢測平整度,保證所澆筑連接帶砼的平整度,此時水泥砼上面的相對高度應(yīng)處于路面和伸縮縫裝置上平面之間,應(yīng)控制好水泥砼的高度.
2.6養(yǎng)生與防護(hù)
水泥砼的養(yǎng)生在砼初凝后應(yīng)及時覆蓋廢舊毛氈或麻袋等保水,終凝后灑水養(yǎng)生,保持潮濕,常溫時,第二天拆除堵頭模板.混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50 %以上后,方可安裝"V"型結(jié)構(gòu)橡膠密封條."V"型結(jié)構(gòu)橡膠密封條在邊梁的保護(hù)下,密封條不遭受車輪的直接碾壓,既能抗拉力,又可進(jìn)行側(cè)向和垂直的位移,同時能起到自行清除泥沙和防水的作用,只要用簡單的工具便可在橋面上對其進(jìn)行更換或用硫化法對其進(jìn)行修補(bǔ).安裝時先把縫內(nèi)充當(dāng)模板的泡沫板及其他雜物全部清理干凈,并在伸縮縫凹槽內(nèi)涂抹一層潤滑油（液體蠟或黃油）后,用專用撬杠嵌入橡膠條,完成伸縮縫安裝.施工完成后應(yīng)及時清理干凈施工現(xiàn)場.在砼的強(qiáng)度達(dá)到90%以前,不得開放任何車輛通行.保養(yǎng)期一般應(yīng)不少于七天,確需通行應(yīng)搭懸空踏板,并確定專人負(fù)責(zé),確?；炷恋馁|(zhì)量.廣州毛勒橋梁附件有限公司提供的《伸縮裝置質(zhì)量檢測報(bào)告》,參照J(rèn)T/T327-1997檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果合格（見下表）
伸縮裝置質(zhì)量檢測報(bào)告
序號
檢測項(xiàng)目
實(shí)測結(jié)論
備注
1 長度 73.6m/4條
2 焊接質(zhì)量無絞邊,夾渣,氣孔,裂紋等缺陷
3 直線度1.3mm/m
4 平整度 <1mm
5 防護(hù)處理 表面拋丸除銹,環(huán)氧配套,防銹漆防護(hù)
6 預(yù)留尺寸30mm
7 橡膠帶密封性能無斷裂,滲水等現(xiàn)象
檢測結(jié)果
合格
注:直線度,平整度在檢測平臺上檢測.
3.結(jié)語
橋梁在營運(yùn)過程中,伸縮縫裝置是承受最大動力載荷的附件,橋面很小的不平整就會使它承受很大的沖擊力,極易造成伸縮縫損壞.由于伸縮縫裝置損壞至一定程度即會引起橋面跳車,從而影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全.因此對于開始局部損壞的伸縮縫應(yīng)及時進(jìn)行修復(fù),做到經(jīng)常性,不間斷的維修,確保伸縮縫裝置處于正常工作狀態(tài).伸縮裝置的選用應(yīng)根據(jù)各種伸縮裝置的使用狀況及適應(yīng)范圍進(jìn)行分析對比,選擇最經(jīng)濟(jì),最合理的伸縮裝置.我們所采用的毛勒伸縮裝置,通過幾年的營運(yùn),橋面平整,光滑,不漏水滲水,確保了車輛平穩(wěn)行駛,收到了良好的效果.
參考文獻(xiàn)
《公路與橋梁工程病害防治及檢測修復(fù)實(shí)用技術(shù)大全》,長春出版社.1999年.
