公路桥梁伸缩装置常见病害分析与防治的方法

[摘要]桥梁伸缩装置指为满足桥面变形的要求，通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩装置。本文对影响伸缩装置伸缩量的因素及常见病害进行了分析，并提出了必要的控制措施。

[关键词]公路桥梁；伸缩装置；常见病害；防治

一、公路桥梁伸缩装置的类型及结构

1.构造要求：要求伸缩装置在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩，牢固可靠，车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声；要能防止雨水和垃圾泥土渗阻塞；安装、检查、养护、消除污物都要简易方便。在设置伸缩缝处，栏杆与桥面铺装都要断开。

2.伸缩装置的类型：镀锌薄钢板伸缩装置。在中小跨径的装配式简支梁桥上，当梁的变形量在20-40mm以内时常选用。钢伸伸缩装置:它的构造比较复杂，只有在温差较大的地区或跨径较大的桥梁上才采用。钢伸缩装置也宜于在斜桥上使用。橡胶伸缩装置。它是以橡胶带作为跨缝材料。这种伸缩装置的构造简单，使用方便，效果好。在变形量较大的大跨度桥上，可以采用橡胶和钢板组合的伸缩装置。

3.伸缩装置按照性能及安装方法可以分为：GQF-C型、GQF-Z型、GQF-L型、GQF-F型、其中GQF-MZL型数模式桥梁伸缩缝装置,是采用热轧整体成型的异型钢材设计的桥梁伸缩缝装置. GQF-C型、GQF-Z型、GQF-L型、GQF-F型伸缩缝装置适用于伸缩量80mm以下的的桥梁接缝,GQF-MZL型伸缩缝装置是由边梁、中梁、横梁和连动机构组成的模数式桥梁伸缩缝装置,适用于伸缩量80mm-1200mm的大中跨度桥梁。按使用的材料和用途，伸缩缝可分为纯橡胶式、板式、组合式橡胶伸缩缝和模数式伸缩缝。板式伸缩装置的伸缩体由橡胶、钢板或角钢组成，适用于伸缩量≤60mm以下的普通桥梁；组合式伸缩装置的伸缩体由橡胶板和钢托板组合而成，适用于伸缩量≤120mm的普通桥梁；模数式伸缩缝伸缩体采用整体成型的异形钢材制成。

二、影响伸缩装置伸缩量的基本因素

1.温度变化温度变化是影响桥梁伸缩量的主要因素，它分为线性温度变化和非线性温度变化，其中线性温度变化对桥梁伸缩量影响占据主导地位。桥梁结构在外界特定温度环境，梁体内部温度分布不均匀，梁体端部在材料热性能的变化下产生角变位。对跨径小的桥梁（L≤8m），线膨胀系数很小，可不予考虑；对大跨径桥梁，设计时必须引起足够重视。

2.混凝土的收缩和徐变混凝土的收缩、徐变是混凝土构件本身所固有的属性，也是一种随机现象。徐变量按梁在预应力作用下弹性变形乘以徐变系数ф=2求得；收缩量以温度下降20℃来换算。在安装伸缩逢时，收缩和徐变已经发展到一定程度，计算时应以安装时刻为基准，对混凝土收缩和徐变量加以折减。

3.桥梁纵向坡度纵坡桥梁中活动支座通常作成水平的，当支座位移时，伸缩缝不仅发生水平变位，而且发生垂直错位（Δd），其值等于水平位移值乘以纵坡tgθ。斜桥、弯桥的变位斜桥、弯桥在发生支承位移方向的变位（ΔL）时，沿桥端线和垂直于桥端线方向也发生变位，即：Δd=ΔL・Sinα；ΔS=ΔL・cosα式中，α―倾斜角，ΔL―伸缩量。

4.各种荷载引起的桥梁饶度桥梁在活载、恒载的作用下，端部发生角变位，使伸缩装置产生垂直、水平及角变位，如果梁体比较高，还会发生震动。地震对伸缩装置变位的影响较为复杂，目前还难以把握，设计时一般不予考虑，但有可靠的资料，能计算出地震对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时，设计时应给予考虑。

三、公路桥梁伸缩装置常见病害分析

1.设计方面

伸缩缝装置的选型不合理。桥梁设计者在设计过程中对伸缩缝装置的性能了解不全面，忽视了产品的相应技术要求；伸缩量计算不准确，没有考虑到伸缩装置安装时的实际温度对伸缩装置的影响，只按伸缩量计算值选定产品形式规格。

设计中未对伸缩装置两侧的后浇混凝土和铺装层材料、配合比、密实度和强度提出严格要求或规定。伸缩装置一般设计要求过渡段混凝土采用不低于C40的混凝土，但由于混凝土厚度太薄、体积太小，加上预埋件的位置干扰，施工难度大，就使过渡段混凝土的锚固作用减弱，预埋件的锚固质量也大受影响。

桥面板本身刚度不足，在车辆荷载作用下，因翼板较薄，横行联系较弱，桥面板变形过大引起伸缩装置损坏。伸缩装置的防水和排水设施不完善引起漏水，造成锚固件腐蚀、梁端和支座严重侵蚀。

2.施工方面

对桥梁伸缩装置施工工艺重视不够，未能严格掌握施工工艺和标准，并按安装程序及有关操作要求施工，致使伸缩装置不能正常工作；伸缩装置安装是桥梁施工最后几道工序之一，为了赶竣工通车，忽视内部质量管理，施工人员疏忽大意，伸缩装置锚固钢筋焊接的不够牢固或产生遗漏预埋钢筋的现象，梁端伸缩缝间距人为地放大和缩小，定位角钢位置不正确，给伸缩缝本身造成隐患，质量不能保证。

伸缩装置两侧混凝土太薄，体积小，加上预埋件的干扰，施工难度大，浇筑不密实，混凝土内部存在空洞、蜂窝，达不到设计所要求的强度，在使用过程中，受车辆荷载的强烈冲击，出现裂纹、开裂，逐渐出现坑槽，如不及时处理，将会导致锚固件的损坏。伸缩装置两侧混凝土与沥青混凝土桥面铺装层结合不好，碾压不密实，形成两张皮，在车辆荷载的反复冲击作用下，容易产生开裂、脱落，最终引起伸缩装置的损坏。

3.管理养护方面

未能及时认真地对桥面和伸缩装置内的杂物进行清扫，影响了伸缩装置的正常变形。桥面铺装层老化，接缝处桥面凹凸不平，维修又不充分。随着交通量增大，重型车辆增多，车辆超载不能得到有效地控制，再加上夜间缺乏有效管理，车辆不按规定行驶，从而影响了桥梁伸缩缝装置的正常使用和寿命。

四、防治措施

1.伸缩装置结构设计上，在考虑伸缩量大小的同时还要考虑产品在施工工艺上的要求，对预埋件的位置、深度等尽量与主梁相连接，并与桥梁的结构设计相匹配，对伸缩缝两侧混凝土和铺装层材料的选择、配合比、密实度、强度等应严格要求。

2.对伸缩装置的施工安装必须高度重视。安装前仔细阅读伸缩装置的安装图，彻底清理梁端缝隙中的杂物，严格控制缝两侧混凝土的浇筑质量，保证伸缩装置的锚固宽度。焊接要注意顺序，焊接长度要满足规范要求。

3.加强伸缩装置的桥面板端设置。对于悬臂板或薄翼缘板的结构来说，当伸缩装置的高度比桥面板的厚度大而侵占桥面板以外时，要对桥面板的断面尺寸作必要的调整以满足锚固需要，同时还应适当增加断面受力钢筋的用量。

4.加强日常养护，早期病害及时修补。严格控制超载车辆的行驶，加强夜间行车管理。

结束语

合理选择桥梁伸缩装置的类型。桥梁伸缩装置必须根据所安装伸缩装置的道路性质、桥梁类型、需要的伸缩量，综合考虑道路、桥梁和伸缩装置整体的特性，结合排水、防水、方便施工维修和经济实用性来选型。