公路橋梁伸縮縫病害研究綜述

易志宏　劉強(qiáng)　周桂吉

【摘 要】伸縮縫作為公路橋梁工程的重要組成部分，具有控制橋梁兩端翹曲角度、解決混凝土收縮問題、確保橋梁平穩(wěn)自如伸縮等功能，對(duì)改善橋梁結(jié)構(gòu)性能、保證行車安全有重要意義。實(shí)際工程中，由于設(shè)計(jì)、制造、施工、后期養(yǎng)護(hù)等方面的原因，公路橋梁工程會(huì)出現(xiàn)各類伸縮縫病害，嚴(yán)重影響著公路橋梁的安全性及行車舒適性。文章針對(duì)國(guó)內(nèi)公路橋梁伸縮縫，通過文獻(xiàn)調(diào)研與實(shí)地考察的方式，全面詳細(xì)地總結(jié)出目前國(guó)內(nèi)伸縮縫存在的主要病害問題及其成因，給出了處置方法，同時(shí)針對(duì)伸縮縫的設(shè)計(jì)、制造、施工、后期養(yǎng)護(hù)等方面提出一定意見與建議，并對(duì)伸縮縫的未來研究方向進(jìn)行了展望，以提供一定工程參考。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁; 伸縮縫; 病害; 成因; 建議; 展望

【中圖分類號(hào)】U443.32【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

1 公路橋梁伸縮縫基本定義

為滿足溫差、風(fēng)力、車載等條件引起的橋梁縱向水平變形等需要，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常在橋墩與橋臺(tái)處設(shè)置伸縮縫[1]。一般認(rèn)為，理想的伸縮縫除了需要滿足橋梁上部結(jié)構(gòu)伸縮變形的要求與本身的強(qiáng)度要求外，應(yīng)與橋面鋪裝部分牢固連結(jié);車輛通過時(shí)應(yīng)平順、無突跳且噪聲小。除此之外，還應(yīng)具有良好的水密性和排水性，并便于安裝、檢查、養(yǎng)護(hù)和清除溝槽的污物[2]。

在橋梁工程應(yīng)用中，伸縮裝置因直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊作用，而且長(zhǎng)期暴露在大氣中，使用環(huán)境比較惡劣，同時(shí)又要適應(yīng)橋梁各種復(fù)雜的變位運(yùn)動(dòng)，是橋梁結(jié)構(gòu)易遭到破壞，而有難以修補(bǔ)的部位之一，是交通建設(shè)管理方面的一個(gè)“老大難”問題。

在我國(guó)，隨著改革開放以來公路建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，由于在橋梁伸縮縫工程的建設(shè)中未重視耐久性、在橋梁運(yùn)營(yíng)時(shí)缺少定期和合理的養(yǎng)護(hù)，加上超載、超限車輛現(xiàn)象嚴(yán)重，加速了橋梁結(jié)構(gòu)使用壽命的衰減。隨著大量高等級(jí)公路的建設(shè)和不斷投入運(yùn)營(yíng)，公路橋梁伸縮縫在建設(shè)運(yùn)營(yíng)過程中相繼出現(xiàn)了一些病害，橋梁伸縮縫病害還具有普遍性，已影響到橋梁的運(yùn)營(yíng)安全性和耐久性。

本文主要針對(duì)國(guó)內(nèi)公路橋梁伸縮縫，通過文獻(xiàn)調(diào)研與實(shí)地考察的方式，總結(jié)出目前國(guó)內(nèi)伸縮縫存在的主要病害問題及其成因，對(duì)伸縮裝置的設(shè)計(jì)、制造、安裝等方面提出一定意見與建議，并對(duì)伸縮縫的未來研究進(jìn)行了展望。

2 公路橋梁伸縮縫分類

公路橋梁伸縮縫類型主要分為無縫式（橋面連續(xù)、TST）伸縮縫、對(duì)接式（填塞對(duì)接式、嵌固對(duì)接式）伸縮縫，鋼制支承式（梳齒板）伸縮縫、橡膠板式伸縮縫、模數(shù)式伸縮縫[3]。

2.1 無縫式伸縮縫[4]

無縫式伸縮伸縮縫是指結(jié)構(gòu)不連續(xù)、橋面鋪裝連續(xù)的伸縮縫。常見的形式主要有橋面連續(xù)、TST碎石彈塑體伸縮縫等。橋面連續(xù)伸縮縫一般在橋梁端部的伸縮間隙中填入彈性材料并鋪上防水材料，然后在橋面鋪裝層鋪筑粘彈性復(fù)合材料，使伸縮縫處的橋面鋪裝與路面形成一連續(xù)體，如圖1所示。這種類型的伸縮裝置，一般是在路面（橋面）施工完成后用切割機(jī)切割路面，并在槽口內(nèi)注入嵌縫材料而成的構(gòu)造，僅適用于伸縮量較小的部位（一般小于40 mm）嚴(yán)格按照工藝要求安裝的無縫伸縮縫粘接料，其壽命是一般改性瀝青路面的兩倍左右。如圖2所示。

無縫式伸縮伸縮縫以接縫處的瀝青混凝土、彈塑體等材料的變形來吸收梁體的伸縮，并承受車輛荷載。此類伸縮縫的主要特點(diǎn)為：

（1）能適應(yīng)橋梁上部構(gòu)造的伸縮變形和小量轉(zhuǎn)動(dòng)變形。

（2）使橋面鋪裝形成連續(xù)體，行車時(shí)不產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)，行車舒適性較好。

（3）伸縮裝置本身形成多重防水構(gòu)造，防水性較好。

（4）在寒冷地區(qū)，易于機(jī)械化除雪養(yǎng)護(hù)，不至于破壞接縫。

（5）施工簡(jiǎn)單易行，便于維修、更換。

對(duì)TST碎石彈塑體伸縮縫而言，TST粘接料通常在-40 ℃時(shí)橋面不會(huì)變脆，在夏季高溫達(dá)80 ℃時(shí)不會(huì)流動(dòng)。在全國(guó)范圍內(nèi)都可以正常使用。由于TST的高溫粘附特性，在施工時(shí)可與現(xiàn)有路面牢固粘結(jié)變快，常溫不粘，冷卻后也不會(huì)被帶走。TST是一種特制的高粘彈塑性材料，常溫下呈彈塑態(tài)，高溫熔溶后可熱灌人碎石中，成型后如同瀝青混凝土狀，能承受車輛荷載，又有彈性，可代替小伸縮縫的功能。施工方便快捷，鋪裝冷卻后，即可開放交通。當(dāng)伸縮縫需要進(jìn)行更換時(shí)，可半邊施工。對(duì)交通繁忙路段不中斷交通。

2.2 對(duì)接式伸縮縫[5]

公路橋梁所使用的對(duì)接式伸縮縫主要分為填塞對(duì)接式、嵌固對(duì)接式兩種。

填塞對(duì)接式伸縮縫是以伸縮體的彈性來承受車輪荷載的伸縮縫，其伸縮體所用的材料有砂石、碎石及各種形狀橡膠制品等，也有采用泡沫塑料板或合成樹脂材料等，伸縮體總是處于壓縮狀態(tài)（圖3）。常見的有U型鋅鐵皮型、木板填塞型、瀝青填塞型及矩形橡膠條、管型橡膠條型等。U型鍍鋅鐵皮伸縮縫，是一種廣泛應(yīng)用于20世紀(jì)70～80年代的填塞對(duì)接式伸縮縫。

填塞對(duì)接式伸縮縫的主要特點(diǎn)為：①造價(jià)低廉。②所需要材料易于加工。③施工簡(jiǎn)單易行。此類一般適用于伸縮量為40 mm以內(nèi)的橋梁，由于耐久性、防水性差，使用壽命短，目前已經(jīng)很少采用。

嵌固對(duì)接式伸縮縫又稱異型鋼式或仿毛勒式伸縮縫，其結(jié)構(gòu)原理是將不同形狀的橡膠制品用不同形狀的鋼構(gòu)件嵌固起來，然后通過錨固系統(tǒng)將它們與接縫處的梁體或橋臺(tái)背墻錨固成整體，由異型鋼提供對(duì)車輪的支承，以橡膠條、橡膠帶的拉壓來吸收梁端的變形，其伸縮體可以處于受壓狀態(tài)，也可以處于受拉狀態(tài)。這是目前在國(guó)內(nèi)公路橋梁建設(shè)中使用較為廣泛的一種伸縮縫，常見的有W型、SW型、M型、PG型等。此類伸縮縫適用于伸縮量小于80 mm的橋梁結(jié)構(gòu)，即接縫寬度為20～80 mm。

嵌固對(duì)接式伸縮縫的主要特點(diǎn)為：①構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確，造價(jià)較低。②伸縮裝置主要構(gòu)件均由生產(chǎn)廠家加工完成，施工現(xiàn)場(chǎng)安裝，與梁端連接一般通過鋼筋焊接，結(jié)構(gòu)可靠，施工質(zhì)量易于保證。③耐久性較好。④防、排水性能好。⑤行車舒適度較好。

2.3 鋼制支承式伸縮裝置[6]

鋼制支承式伸縮縫是用鋼材裝配而成的，能直接承受車輪荷載的構(gòu)造。這種伸縮縫以前多用于鋼橋，現(xiàn)在混凝土橋梁也有使用。鋼制支承式伸縮縫種類、現(xiàn)狀、尺寸繁多，應(yīng)用比較廣泛的主要是鋼梳齒型。鋼梳齒型橋梁伸縮裝置的構(gòu)造是由梳型板、連接件及錨固系統(tǒng)組成，有的鋼梳齒型橋梁伸縮裝置，在梳齒之間填塞有合成橡膠，以起防水作用，亦有采用專門的排水槽來解決排水問題的，如圖4所示。鋼梳齒型橋梁伸縮縫，亦為鋼板手指狀接縫，根據(jù)梳齒的支承情況分為支承式和懸臂式。

此類伸縮縫的主要特點(diǎn)為：

（1）構(gòu)件全部采用鋼材加工裝配，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。

（2）可以對(duì)車輪提供連續(xù)的支承，行車舒適度好。

（3）與梁體連接均采用預(yù)埋鋼構(gòu)件，連接可靠。

（4）抗沖擊、振動(dòng)能力強(qiáng)，耐久性好。

（5）可以適應(yīng)較大的水平變位，可用于大型橋梁。此類伸縮縫適用于伸縮量大于40 mm的橋梁，但因其造價(jià)較高，應(yīng)用范圍不是很廣泛。

2.4 橡膠板式伸縮縫[7]

橡膠板式伸縮裝置是充分利用橡膠材料剪切模量低的特性，在橡膠體內(nèi)設(shè)置承重鋼板與錨固鋼板，并設(shè)置螺栓孔，通過螺栓與梁端連接成整體，如圖5所示。這種結(jié)構(gòu)依靠上下凹槽之間的橡膠體剪切變形來吸收梁的伸縮變位，橡膠體內(nèi)埋設(shè)鋼板，跨越梁端間隙，承受車輪荷載。這種裝置在我國(guó)應(yīng)用較早，全國(guó)的生產(chǎn)廠家比較多，名稱各不相同主要應(yīng)用于20世紀(jì)80～90年代。橡膠板式伸縮縫，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、經(jīng)濟(jì)適用等優(yōu)點(diǎn)。主要為適合于伸縮量30～60 mm的二級(jí)以下的公路橋梁，在我國(guó)應(yīng)用較多。

這類伸縮縫具有以下性能特點(diǎn)：

（1）它是依靠上、下兩塊鋼板之間的橡膠體產(chǎn)生的剪切變形來滿足結(jié)構(gòu)的變形，該裝置產(chǎn)生變形之后，在橡膠體內(nèi)存有一定的變形能力，對(duì)結(jié)構(gòu)將有一定的約束要力。

（2）承重的跨縫鋼板預(yù)埋在橡膠體內(nèi)，與鋼結(jié)構(gòu)伸縮縫比較，它對(duì)車輪的沖擊力，有一定的緩沖作用，有效地保護(hù)了伸縮裝置與梁體，改善了行車條件。

（3）伸縮裝置的角鋼，有效地加強(qiáng)了梁體的端部強(qiáng)度。橡膠板式伸縮縫的伸縮體的水平變形內(nèi)力較大，一般每延米約有30～35 kN，變形越大，水平力越大，裝置的整體破壞的可能性也越大。

因此，橡膠板式伸縮縫選型時(shí)，一定要考慮由于安裝的誤差，溫度誤差等因素，選用的變形富裕量不小于30 mm，以確保該類伸縮裝置的正常使用。

2.5 模數(shù)式伸縮縫[8]

模數(shù)式橋梁伸縮縫，如圖6所示，是由縱梁（異型鋼）、橫梁、位移控制箱、橡膠密封帶等構(gòu)件組成的伸縮縫。由V型截面或其它截面形狀的橡膠密封條（帶），嵌接于異型鋼邊梁和中梁內(nèi)，組成可伸縮的密封體，由異型鋼直接承受車輪荷載，并將荷載傳遞至橫梁，由橫梁傳遞至梁體和橋臺(tái);位移控制箱在伸縮裝置吸收梁端變形時(shí)，保證異型鋼間間隙保持均勻;橡膠密封帶起防止雜物進(jìn)入及防水。模數(shù)式伸縮縫可以根據(jù)實(shí)際伸縮量的需要，增加中梁鋼和密封體的個(gè)數(shù)，可組成滿足大位移量的伸縮裝置，一般用于伸縮量大于80 mm的橋梁。從80 mm的單縫到1 200 mm的多縫，共分15級(jí)。

此類伸縮縫的主要特點(diǎn)為：

（1）整個(gè)伸縮縫由異型鋼縱梁、鋼橫梁、控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、位移箱、密封橡膠條等多種構(gòu)件組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

（2）密封性能較好，防、排水性能好。

（3）可適用于有較大伸縮量要求的橋梁。

（4）結(jié)構(gòu)整體剛度較高，耐久性較好。

（5）行車舒適度較好。

但因該伸縮縫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修、更換均需要生產(chǎn)廣家專業(yè)技術(shù)人員，加之造價(jià)高，一般只用于等級(jí)較高的大型橋梁。

3 公路橋梁伸縮縫常見病害及成因

3.1 混凝土錨固區(qū)表面破損

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為伸縮裝置混凝土錨固區(qū)出現(xiàn)碎裂、剝落等現(xiàn)象[9]，如圖7所示。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）混凝土后澆層太薄，厚度小于12 cm，極易在車輪碾壓作用下發(fā)生崩裂，剝落現(xiàn)象。

（2）混凝土表面不平整，與橋面鋪裝及型鋼表面存在嚴(yán)重的錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，在行車沖擊荷載的作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力裂縫破壞，尤其在縱坡較大的橋梁上，此種破壞更為明顯。

（3）混凝土配筋不足，鋼筋保護(hù)層厚度超差。

（4）混凝土配合比不合理，骨料偏少或級(jí)配不合理或水泥用量過高或水灰比過大引起的混凝土耐磨性差引起的混凝土破壞。

（5）混凝土澆筑過程中養(yǎng)生不充分引起早期裂紋。

（6）混凝土養(yǎng)護(hù)期不夠，開放交通較早。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在型鋼單縫、模數(shù)式伸縮縫以及梳齒板式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下三種措施進(jìn)行改善維護(hù)：①直接鑿除破碎的錨固區(qū)混凝土，并重新澆筑混凝土;②重新規(guī)范配筋;③重新安裝新的伸縮裝置。

3.2 梁板坍塌

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為緊挨伸縮裝置的懸臂板梁出現(xiàn)局部坍塌、空陷現(xiàn)象，如圖8所示。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）伸縮裝置安裝處梁板厚度不足。

（2）伸縮裝置安裝槽口內(nèi)橫橋向配筋不足，梁端局部強(qiáng)度不夠。

（3）伸縮裝置安裝前槽口底部梁體混凝土已出現(xiàn)較嚴(yán)重龜裂現(xiàn)象。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在型鋼單縫、模數(shù)式伸縮縫以及梳齒板式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下三種措施進(jìn)行改善維修：①直接鑿除破碎的錨固區(qū)混凝土，規(guī)范配筋、并重新澆筑混凝土;②加強(qiáng)梁板局部強(qiáng)度（增加厚度，增強(qiáng)配筋）;③必要時(shí)在梁端設(shè)置橫橋向通長(zhǎng)的端橫梁。

3.3 混凝土錨固區(qū)擠壓開裂

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為伸縮縫縱橋向兩端抵觸，錨固區(qū)混凝土龜裂、碎裂，如圖9所示。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）梁體運(yùn)動(dòng)在鄰近墩臺(tái)受到限制，梁體膨脹時(shí)伸縮縫發(fā)生抵觸，引發(fā)后澆混凝土損壞。

（2）伸縮裝置選型不當(dāng)，伸縮量余量不足，或安裝時(shí)預(yù)調(diào)間隙設(shè)置不當(dāng)，夏天梁體膨脹時(shí)型鋼抵觸，造成混凝土破碎。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在型鋼單縫、模數(shù)式伸縮縫以及梳齒板式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：鑿出舊縫，增大伸縮裝置間隙，重新安裝間隙更寬的伸縮縫。

3.4 支承點(diǎn)懸空

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為伸縮縫橫梁支撐點(diǎn)懸空[10]，如圖10所示。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）混凝土模板設(shè)置不當(dāng)，造成橫梁支撐點(diǎn)漏漿，伸縮裝置關(guān)鍵受力點(diǎn)懸空。

（2）梁縫超寬，伸縮裝置安裝后支撐點(diǎn)懸在梁體外。

（3）伸縮裝置安裝時(shí)預(yù)調(diào)間隙設(shè)置偏小，造成支撐點(diǎn)懸在梁體外。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在模數(shù)式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：①在漏漿處灌注高強(qiáng)度混凝土修補(bǔ)劑;②在懸空的支承點(diǎn)出設(shè)置牛腿。

3.5 鋼構(gòu)件損壞

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為伸縮裝置鋼構(gòu)件（異型鋼等）發(fā)生斷裂（圖11）。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）實(shí)際運(yùn)營(yíng)荷載超載，強(qiáng)大的沖擊力作用及交變荷載作用下，導(dǎo)致伸縮裝置結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)損傷，焊縫位置出現(xiàn)強(qiáng)度破壞或疲勞破壞。

（2）伸縮縫本身材料或焊條質(zhì)量達(dá)不到要求，施工過程中，安裝工藝粗糙，出現(xiàn)碰撞等問題。

（3）伸縮縫橫梁支承元件損壞加劇伸縮縫所承受沖擊，同時(shí)管養(yǎng)不到位，未及時(shí)維修伸縮縫。

此類伸縮裝置病害常出現(xiàn)在模數(shù)式伸縮裝置。針對(duì)此類伸縮裝置病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：①及時(shí)更換損壞的鋼構(gòu)件;②對(duì)無法更換的部件，咨詢廠家維修建議。

3.6 支承元件損壞

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為伸縮縫工作面下沉、行車異響，如圖12所示。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）支承元件老化強(qiáng)度降低。

（2）預(yù)壓元件老化后彈性損失，預(yù)壓力不足，在沖擊荷載作用下發(fā)生移位。

（3）斜向支撐系統(tǒng)的支承元件在水平力作用下導(dǎo)致滑塊擋邊損壞。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在模數(shù)式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：①更換損壞的支承元件;②修復(fù)損壞的不銹鋼滑移面。

3.7 橡膠止水帶破損

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為橡膠止水帶脫落、破洞、撕裂、拉斷等[11]（圖13）。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）伸縮裝置伸縮過量，導(dǎo)致止水帶脫落或撕裂。

（2）伸縮裝置有雜物填充，在汽車碾壓下，刺破止水帶。

（3）止水帶橡膠老化破損。

（4）伸縮裝置支承架構(gòu)損壞，伸縮縫型鋼振動(dòng)加劇，導(dǎo)致止水帶脫落或撕裂。

（5）設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)梁端位移計(jì)算不足，選用的伸縮縫不符合要求。

（6）伸縮縫安裝時(shí)，對(duì)伸縮縫的預(yù)張量計(jì)算錯(cuò)誤。

（7）結(jié)構(gòu)體系發(fā)生了變化，導(dǎo)致梁端位移變大。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在模數(shù)式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用更換橡膠止水帶進(jìn)行改善維修。

3.8 鋼構(gòu)件腐蝕

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為鋼構(gòu)件發(fā)生局部腐蝕，表皮銹層滿布（圖14）。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）伸縮縫防腐涂裝質(zhì)量不適應(yīng)使用環(huán)境。

（2）伸縮縫有雜物填充，在汽車碾壓下，刺破止水帶，長(zhǎng)期漏水。

（3）伸縮縫止水帶橡膠老化破損。

（4）管養(yǎng)不到位，未及時(shí)清理伸縮縫止水帶內(nèi)雜物。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在模數(shù)式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：①對(duì)于銹蝕不是很嚴(yán)重的情況，可以對(duì)銹蝕表明重新進(jìn)行防銹層涂裝處理;②對(duì)于銹蝕嚴(yán)重的情況，建議更換相應(yīng)鋼構(gòu)件。

3.9 中梁斷裂

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為異型鋼中梁發(fā)生斷裂[12]，如圖15所示。病害成因大致可以分為以下幾種：

（1）現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接時(shí)，未焊透、焊縫缺陷嚴(yán)重，接頭設(shè)置在彎矩較大地方，未設(shè)置對(duì)接加強(qiáng)板;

（2）伸縮縫其它部件損壞后中梁受力惡化，且長(zhǎng)時(shí)間未及時(shí)處理。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在模數(shù)式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：及時(shí)處理其它損壞構(gòu)件，采用強(qiáng)度更高的中梁，并現(xiàn)場(chǎng)更換中梁。

3.10 伸縮縫縫隙雜物填充

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為縫隙內(nèi)被塵土、石子等雜物填充，直接造成伸縮裝置無法正常伸縮，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致梁體積累內(nèi)力過大發(fā)生開裂（圖16）。病害成因主要如下：路面灰塵較大或者行車?yán)鴣y扔，伸縮縫未能定期進(jìn)行清理，導(dǎo)致雜物長(zhǎng)期積累在縫隙內(nèi)。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在型鋼單縫、模數(shù)式伸縮縫以及梳齒板式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：加強(qiáng)管養(yǎng)，及時(shí)清理伸縮縫止水帶內(nèi)雜物。

3.11 螺栓剪斷、松弛與梳齒板脫落

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為梳齒板處連接螺栓斷裂，梳齒板脫離原有位置（圖17）。病害成因主要如下：

（1）施工過程中，梳齒板下部混凝土振搗不密實(shí)，導(dǎo)致梳齒板在車輛荷載作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，導(dǎo)致螺帽脫落，螺栓剪斷脫落。

（2）混凝土表面不平整，行車時(shí)梳齒板擾動(dòng)幅度大，造成螺栓彎曲疲勞斷裂。

（3）配筋不當(dāng)，螺栓錨固不牢。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在梳齒板式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：①更換螺栓;②對(duì)螺栓施加可靠的放松措施，例如增加楔形防松墊圈。

3.12 伸縮縫處凹凸不平

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為橋面鋪裝層老化，接縫處橋面凹凸不平（圖18）。病害成因主要如下：

（1）設(shè)計(jì)所用伸縮縫伸長(zhǎng)量不足，類型選擇不合理，伸縮縫剛度與主梁剛度相差過大。

（2）實(shí)際運(yùn)營(yíng)荷載超載，強(qiáng)大的沖擊力作用，導(dǎo)致伸縮縫結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)損傷、橋面鋪裝破壞、錨固混凝土出現(xiàn)破損等。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在型鋼單縫、模數(shù)式伸縮縫以及梳齒板式伸縮縫。針對(duì)此類伸縮縫病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：直接鑿除凹凸不平混凝土，規(guī)范配筋、并重新澆筑混凝土，并按要求安裝伸縮裝置。

3.13 齒板上翹

此類伸縮縫病害表現(xiàn)為前后兩片梳齒板不平齊，其中一片梳齒板上翹突出，如圖19所示。病害成因主要如下：

（1）螺帽松動(dòng)脫落導(dǎo)致垃圾堵塞梳齒下部，致使梳齒上翹。

（2）伸縮縫結(jié)構(gòu)不合理，不能適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)。

此類伸縮縫病害常出現(xiàn)在梳齒板式伸縮裝置。針對(duì)此類伸縮裝置病害，常采用以下措施進(jìn)行改善維修：鑿除周圍混凝土，規(guī)范配筋、并重新澆筑混凝土，安裝現(xiàn)有梳齒板，并緊固螺栓。

根據(jù)以上伸縮縫的病害調(diào)研，可以將伸縮縫病害歸納為以下幾大類：后澆混凝土易破損、連接螺栓易松弛斷裂、止水膠帶易破損、支撐體系易破損。

其他病害，例如異型鋼的斷裂，梳齒板的脫落，鋼構(gòu)件銹蝕等，經(jīng)研究，除極少數(shù)是由于制造因素和安裝因素引起的，更多是以上病害最終發(fā)展導(dǎo)致的。

4 對(duì)伸縮縫設(shè)計(jì)、制造、施工的建議

4.1 對(duì)伸縮縫設(shè)計(jì)的建議

（1）伸縮縫槽口宜深不宜淺。

（2）新建橋梁，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮梁體收縮、徐變量。

（3）小位移伸縮縫盡量不考慮帶螺栓、螺母的伸縮縫。

（4）大位移伸縮縫避免不了螺栓設(shè)計(jì)，也要考慮螺栓的放松措施持久、可靠。

（5）由于太陽照射有角度，必須考慮橋面的扇形運(yùn)動(dòng)，伸縮縫構(gòu)造須適應(yīng)。

4.2 對(duì)伸縮縫制造的建議

（1）生產(chǎn)前要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況對(duì)伸縮縫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算。

（2）對(duì)伸縮縫進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，高速公路應(yīng)按公路I級(jí)驗(yàn)算，城市高架應(yīng)按城市A級(jí)驗(yàn)算。

（3）強(qiáng)度驗(yàn)算一般沒問題，主要是要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算和變形驗(yàn)算。

（4）降低板厚、壁厚制造伸縮縫是伸縮縫易損壞的萬惡之源。

（5）原材料及關(guān)鍵外購件的質(zhì)量保證。

（6）錨固件、箱體的接焊接質(zhì)量要保證。零部件精度控制;焊接人員的持證上崗;過程控制很關(guān)鍵。

4.3 對(duì)伸縮裝置安裝施工的建議

（1）伸縮縫施工前應(yīng)對(duì)每道伸縮縫的寬度和順直度進(jìn)行檢查。

（2）寬度過大的一定要鑿除。

（3）寬度不夠的可設(shè)牛腿補(bǔ)足寬度或使用大一級(jí)的伸縮縫。

（4）T梁應(yīng)在安裝后再現(xiàn)澆伸縮縫處的梁端段，保證梁端的順直度。

（5）根據(jù)溫度計(jì)算初始位移，并調(diào)整伸縮縫。

（6）對(duì)于較寬的橋面伸縮裝置，由于運(yùn)輸?shù)脑蛐鑼?duì)接接長(zhǎng)時(shí)，接頭應(yīng)設(shè)置在受力較小處（行車道位置不應(yīng)設(shè)置接縫），并要錯(cuò)開距離不應(yīng)小于80 mm，應(yīng)采用厚度大于20 mm的鋼板加強(qiáng)。接縫處應(yīng)按GB/T3323《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》和GB/T11345《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的規(guī)定進(jìn)行探傷。

（7）應(yīng)采用不小于1.0 cm的木模板或鋼板，要求模板安裝牢靠。

（8）模板要求遮擋嚴(yán)密，防止混凝土砂漿流入變位箱。

（9）混凝土應(yīng)振搗密實(shí)。

（10）控制好混凝土的配合比和鋼纖維的含量。

（11）伸縮縫的混凝土應(yīng)比瀝青路面稍低1～2 mm。

（12）混凝土要達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，才能開放交通。必要時(shí)可考慮采用臨時(shí)棧橋。

5 結(jié)束語

本文主要針對(duì)國(guó)內(nèi)公路橋梁伸縮裝置，通過文獻(xiàn)調(diào)研與實(shí)地考察的方式，總結(jié)出目前國(guó)內(nèi)伸縮裝置面臨的主要病害問題及其成因，對(duì)伸縮裝置的設(shè)計(jì)、制造、安裝等方面提出一定意見與建議?？紤]到現(xiàn)有伸縮裝置存在的缺陷，提出如下幾點(diǎn)未來研究思路：

（1）重點(diǎn)研究無螺栓型伸縮縫，提升對(duì)伸縮縫防水系統(tǒng)的關(guān)注。

（2）伸縮縫預(yù)制成型的可行性研究。

（3）裝配化伸縮縫的可行性研究。

（4）基于橋梁全壽命周期理念伸縮縫建養(yǎng)一體化的可行性研究。

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[定稿日期]2021-05-13

[基金項(xiàng)目]四川省交通科技項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2016B2-2012014-2）

[作者簡(jiǎn)介]易志宏（1977～），男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事橋梁結(jié)構(gòu)研究工作;劉強(qiáng)（1994～），男，碩士，助理工程師，主要從事橋梁結(jié)構(gòu)研究工作;周桂吉（1986～），男，碩士，工程師，主要從事橋梁結(jié)構(gòu)研究工作。