公路橋梁伸縮縫問題初探

黃鐘誠

[摘要]為保證橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化，活載作用，混凝土收縮與徐變等影響下滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺之間或橋梁的鉸接位置上設(shè)置橫向伸縮縫。

[關(guān)鍵詞]公路橋梁 伸縮縫

中圖分類號：TU99文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0120091－01

一、前言

為了保證橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化，活載作用，混凝土收縮與徐變等影響下滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺之間或橋梁的鉸接位置上設(shè)置橫向伸縮縫。在國道109線黑馬河至格爾木段有大中小橋上百座，一路下來差不多60%的橋梁伸縮縫都有不同程度的破壞，這給道路行車安全帶來不小的隱患，破壞了橋梁結(jié)構(gòu)整體性，耐久性，在伸縮縫位置上經(jīng)常跳車，影響了道路平整度，加大了車梁通過時的噪聲，因此，公路橋梁伸縮縫問題是一個值得探討的問題，為了改善路面與橋面相接處的平整度，一方面應(yīng)當加大橋梁的聯(lián)孔長度以減少伸縮縫的數(shù)量，另一方面要不斷改進伸縮縫的型式、材料以及設(shè)計和施工質(zhì)量。

二、影響橋梁伸縮的因素

1．溫度變化，溫度變化是影響伸縮量的主要因素。由于我省地處青藏高原，溫差懸殊、變差幅度大。由于溫差變化比較大使橋梁內(nèi)部溫度分布不均勻引起橋梁端部產(chǎn)生變位。

2．混凝土的徐變和收縮，鋼筋混凝土橋及預(yù)應(yīng)力混凝土橋需考慮其徐變及收縮。徐變量按梁在預(yù)應(yīng)力作用下的彈性變形乘以徐變系數(shù)￠＝2求得。收縮量以溫度下降20℃來換算。應(yīng)當考慮安裝時混凝土的徐變和收縮已完成的部分，為此應(yīng)將全部徐變和收縮量乘以折減系數(shù)?。

3．各種荷重所引起的橋梁撓度，活載、恒載等會使橋梁端部發(fā)生角變位，而使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位。如果梁比較高，且伴有振動的情況，應(yīng)格外注意。由于加寬橋面而要設(shè)置縱向伸縮裝置時，由于跨中撓度較大，還應(yīng)注意在振動時變位隨時間變化的相位差。

4．地震影響使構(gòu)造物發(fā)生變位，進兩年青藏高原上地震頻繁發(fā)生，這對伸縮裝置的變位是有一定的影響的。

5．縱坡對變位的影響，縱坡較大的橋，通常施工時把活動支座作成水平的，因而在支座位移時在路面產(chǎn)生了一個垂直差（△d），其值為水平位移乘以縱坡（tgθ）。

三、伸縮縫的構(gòu)造要求。

要求伸縮縫在平行、垂直于橋梁軸線的兩個方向，均能自由伸縮，牢固可靠，車輛行駛過時應(yīng)平順、無突跳與噪聲；要能防止雨水和垃圾泥土滲入阻塞；安裝、檢查、養(yǎng)護、消除污物都要簡易方便。在設(shè)置伸縮縫處，欄桿與橋面鋪裝都要斷開。要使施工和安裝方便，其部件本身要有足夠的強度外，應(yīng)與橋面鋪裝牢固連接，特別注意的是，在伸縮縫附近的欄桿結(jié)構(gòu)也要能相應(yīng)地自由變形。

四、伸縮縫類型介紹

1．U形鍍鋅鐵皮式（薄鋼板）伸縮縫。在中小跨徑的裝配式簡支梁橋上，當梁的變形量在20－40mm以內(nèi)時常選用。彎成U形斷面的長條鐵皮分上下兩層，上層的彎形部分開鑿了孔徑6mm，孔距30mm的梅花眼，其上設(shè)置石棉纖維墊繩，然后用瀝青膠填塞。對于人行道部分得伸縮縫構(gòu)造，通常用一層U形鐵皮跨搭，其上面再填充瀝青膏來實現(xiàn)。

2．跨搭鋼板式伸縮縫。它的構(gòu)造比較復(fù)雜，只有在溫差較大的地區(qū)或跨徑較大的橋梁上才采用。對于梁端變形量較大(40－60mm)的情況，可以采用這種構(gòu)造，其特點是滑動鋼板始終通過橡膠墊塊緊壓在護緣角鋼上，這樣既消除了不利的拍擊作用，又顯著減少了車輛荷載的沖擊影響。

3．橡膠伸縮縫。它是以橡膠帶作為跨縫材料。這種伸縮縫的構(gòu)造簡單，使用方便，效果好，既富有彈性，又易于膠接，能夠滿足變形要求和兼?zhèn)浞浪δ?。在變形量較大的大跨度橋上，可以采用橡膠和鋼板組合的伸縮縫。這種伸縮縫是廠制成品，使用很方便。

五、伸縮縫病害原因分析

伸縮縫破壞主要表現(xiàn)為伸縮縫內(nèi)存在雜物堵塞，橡膠止水帶損壞脫落，安裝混凝土輕微開裂、破碎。伸縮縫破壞一方面影響行車安全和行車舒適，另外容易使路面雨雪積水進入臺帽，加速了支座和墩臺的病害發(fā)展，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。伸縮縫病害的出現(xiàn)主要由于以下原因：

1．交通量的增大，特別是重型車輛的不斷增多，對橋梁伸縮縫的車輛沖擊力明顯加大。

2．設(shè)計方面的原因，如橋面板剛度不足，伸縮量計算不準確等。

3．施工方面的原因，如在伸縮縫的施工中未嚴格按伸縮裝置的施工工藝技術(shù)標準和安裝工序進行施工。

4．異型鋼伸縮縫橡膠條破壞主要是由于橡膠老化引起的，縫內(nèi)殘留物不及時清理，也是橡膠條破壞的原因之一。伸縮縫安裝導(dǎo)致混凝土開裂、破損是由于交通量大、超載車輛多及安裝混凝土表面與瀝青路面銜接不良造成。建議對安裝混凝土破壞的予以維修，橡膠止水帶破損的更換；同時，建議加強對伸縮裝置的日常管理、維護。

六、不同跨徑橋梁伸縮縫的設(shè)計施工要點

1．小跨徑的中小橋（如20m以內(nèi)的）宜不設(shè)伸縮縫。支座采用固定式橡膠支座，讓墩臺的彈性變形和臺后的土抗力來抵抗溫度應(yīng)力（因變形長度在10m以內(nèi)伸縮量一般在5mm以內(nèi)）。也可以在路面及橋面鋪裝攤鋪完了，再沿原縫開一條寬2cm深3～5cm的假縫，內(nèi)填以瀝青麻絮或其他可塑性材料以防面龜裂。

2．中、小橋宜采用W型伸縮裝置，它具有以下一些優(yōu)點：（1）伸縮體與鐵件聯(lián)接可不用膠水，而利用橡膠本身的預(yù)壓密縫防水；（2）構(gòu)件尺寸小，相應(yīng)材料用量省，施工方便，造價低；（3）溫度伸縮變形發(fā)揮像膠彈性材料性能。在外荷作用下則充分利用拱形結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

3．從實踐和有關(guān)資料來看，不論W型、V型、空心板型的橡膠體都可使用。毛病不在膠體本身，而是在整個伸縮裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計是否合理。西德毛勒公司的伸縮裝置、近幾年應(yīng)用較多的TST伸縮裝置設(shè)計比較合理，在行車時它具有較高的剛度，在溫度變化時又變形靈活。

4．從目前已經(jīng)施工的伸縮裝置來看，板式伸縮裝置的平整度較好，其原因是膠體內(nèi)不僅加入了足夠數(shù)量的鋼板以增加變形體的剛度，而且又有足夠數(shù)量的鉚釘使伸縮體同橋梁變形體的聯(lián)結(jié)比較牢固，不至于像原來空心板橡膠伸縮縫那樣易于脫出。而且改善了施工工藝，注意到施工時的安裝溫度，其定位值A(chǔ)易于控制。經(jīng)實橋施工2年來的考驗效果良好。其缺點是變形似欠靈活。

七、結(jié)束語

根據(jù)橋梁的運營證明，不管用什么樣的伸縮縫，在使用中還是容易破壞的，因此，為了提高行車舒適性，減輕橋梁的養(yǎng)護工作和提高橋梁的使用壽命，就應(yīng)力求減少伸縮縫的數(shù)量。而現(xiàn)在的橋面連續(xù)是一個好的方法，相信在以后的施工設(shè)計中橋面連續(xù)是替代伸縮裝置好方法。

參考文獻：

[1]馬向榮，橋梁伸縮縫研究分析[J].黑龍江交通科技，2007.02，54-55.

[2]徐波、彭大文，認識伸縮縫橋梁一以知的和未知的[J].橋梁建設(shè)，2003.04，67-70.