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摘要：桥梁在气温变化时, 桥面有膨胀或收缩的纵向变形, 在车辆荷载的作用下, 也可能引起纵向位移, 为了满足桥梁变形的要求,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缝。伸缩缝是桥梁不可缺少的组成部分, 它对桥面平整美观、车辆行驶舒适、平稳有着重要的作用, 但又是桥梁的薄弱位置。随着桥梁建设事业的发展, 桥梁伸缩装置也越来越得到桥梁工作者们的重视, 针对桥梁伸缩装置的课题研究也越来越多。
关键词：桥梁 伸缩缝病害预防措施
中图分类号： K928.78 文献标识码： A
前言
桥梁伸缩装置长期暴露在大气中, 使用环境比较恶劣, 是桥梁结构最易破坏而又较难维修的部位。桥梁伸缩装置在设计、施工上稍有缺陷或不足, 就会引起早期破坏, 这不仅直接造成行车舒适度下降, 使乘客缺乏安全感, 而且对车辆的使用寿命造成影响, 桥梁伸缩装置的破损导致车辆对桥梁的冲击作用显著增加, 加剧桥面铺装层的破坏速度, 甚至影响到桥梁结构。
一、桥梁伸缩缝装置常用类型
桥梁伸缩缝装置的选用是随着桥梁伸缩缝装置的发展而进步的。从初期的锌铁皮伸缩缝、橡胶伸缩缝、板式橡胶伸缩装置到20 世纪90 年代后使用的BF 伸缩装置、毛肋型钢伸缩装置、TST 弹性体与碎石填充型伸缩装置。就桥梁而言,板式橡胶伸缩装置及BF 伸缩装置是使用最多、最广泛的伸缩装置, 但损坏也比较严重, 这种损坏首先表现在过渡段的混凝土破坏, 继而锚固系统破坏, 最后整个伸缩装置破坏而无法使用。
二、伸缩缝早期破坏的成因
1、设计时的缺陷
由于一些桥梁设计单位，对各种桥梁伸缩缝性能并不十分了解，因此伸缩量计算不准确，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，伸缩装置本身无法或很难调整初始位移量，选型不当，采用过小的伸缩间距，导致伸缩装置破损; 在进行伸缩缝设计时梁端部未能慎重考虑，在反复荷载作用下，梁端破损引起伸缩装置失灵。有些桥梁结构，桥面板刚度不够，当桥面板受到汽车荷载作用时，因翼板较薄，横向联系较弱，导致桥面板变形过大; 很多设计是将伸缩装置的锚固件置于桥面铺装层中，与主梁连接的部分很少，这些锚固方法在荷载作用下容易造成开焊、脱落，而力的分布不容易传递，微小的变形可能演变成大的位移，最终导致混凝土粘结力的失效。设计上没有对伸缩装置两侧的混凝土和铺装层材料选择、配合比、密实度和强度提出严格要求的规定。对于大跨径桥梁、斜桥、弯桥等设计时没有形成与一般的梁结构相符合的构造形式和锚固方法。使用粘结材料、橡胶材料等新型伸缩装置，错误地选定构造和材料且防水、排水设施不完善，由于漏水、溢水，锚固件受腐蚀，梁端和支座侵蚀严重，多成为破坏的原因。
2、施工方面的原因
由于桥梁伸缩缝大都在施工后期进行，对桥梁伸缩装置施工工艺重视不够，未能严格按照伸缩缝施工工艺技术标准和安装工序进行施工，致使伸缩装置不能正常工作。
伸缩装置两侧水泥混凝土和沥青混凝土铺装层结合不好，碾压不密实，容易产生开裂、脱落。加上刚柔相接，容易产生台阶，最终引起伸缩装置的破坏; 后浇混凝土浇注不密实，常使用浮浆过大，从而在后期使用容易出现裂缝，一旦裂缝出现就会有水进入，随着水的侵入经过反复冻融和行车荷载的作用使混凝土剥皮、出现坑槽，直至混凝土破坏。
伸缩装置安装是桥梁施工最后几道工序之一，由于赶工期，草率了事，忽视了伸缩缝施工质量管理，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。
3、后期维护方面的原因
原有桥梁铺装层逐渐老化，得不到及时经常的维修，因此破坏不断扩展; 不注意伸缩缝内的杂物的及时清理，夏季缝内杂物过多会使伸缩缝变狭窄，挤压造成伸缩缝失去自由伸缩能力，长期侵蚀伸缩缝，造成伸缩缝材料过早氧化锈蚀。车辆荷载增大，交通量增加，车辆的冲击作用也随之明显变大。桥梁超载情况不能得到有效控制，超载车辆自行上桥，对桥梁伸缩装置的有效使用和耐久性带来严重威胁; 地震等其他恶劣气候条件的影响。
三、桥梁伸缩缝病害的防治与对策
1、计算桥梁伸缩缝的温度取值是确定安装预留量的关键因素
平原地区的桥梁, 全部暴露在自然环境中, 受诸多自然条件的影响。其中, 受吸收和释放太阳辐射,周围空间温度变化和空气流动的影响, 致使桥梁温度在不断变化。因此, 桥梁在施工后不管有没有荷载的作用, 它一直是处在一个动态下工作。要了解其是在什么温度下产生多大变化, 发生多大伸缩, 是我们对伸缩缝研究的主要目的。
温度的升降使桥梁产生伸缩, 在我们对伸缩选型时, 如何对温度取值进行桥梁伸缩幅度计算是十分关键的问题, 我们认为最低、最高温度取值, 应该以年度日峰值前后最低和最高温度六小时的平均值作为计算依据, 对桥梁的伸缩量进行计算。因为最高温度日峰值小时的平均值和最低温度日峰值的最高和最低六小时的平均值, 即可使桥梁的伸缩开口和闭口出现最大值, 只要满足这个最大伸缩量的要求, 再加最大荷载时梁头的转角变形, 考虑桥面温度的富余量伸缩缝有这个伸缩空间, 施工完全达到设计要求, 伸缩缝就不会出现大的病害。
2、计算桥梁伸缩缝的诸因素
桥梁伸缩缝计算, 首先要进行伸缩缝类型的选型, 然后进行计算。计算时要考虑的因素有: 第一要考虑温度的取值; 第二混凝土的徐变; 第三混凝土的收缩系数; 第四桥端部转角与选用的伸缩缝结合参数的关系; 第五材料线膨胀系数; 第六桥面积温因素; 第七混凝土的弹性模量。
3、伸缩缝安装时伸缩预留量的调整
受各种因素的影响, 伴随着桥梁结构的变位, 伸缩缝也将要产生相应的伸缩变位以顺应结构的变位, 首先在安装时要精确对伸缩量进行计算, 并考虑一定的富余量, 以保证在今后运营中始终处于良好的工作状态。
4、伸缩缝安装季节的影响
伸缩缝安装季节不同, 伸縮缝预留富余量应有所不同。如果伸缩缝安装在夏季, 此时是一年四季中温度最高, 不考虑一日之内温度变化引起的伸缩变化, 则在夏季之外的其它三季梁体以伸缩为主, 伸缩缝的变位以伸展为主, 与混凝土徐变的变位是一致的。如伸缩缝安装在冬委, 则相对冬季而言, 其他三季内结构受平均温度的升高而伸长, 也即伸缩收缩, 与其混凝土的收缩徐变引起的变位应反向, 故伸缩缝的变位在一定量的范围的内变化。当混凝土变位较小, 而温度变位最大时, 伸缩缝收缩量最大。伸缩缝的最大伸缩变位为该收缩量与混凝土徐变变位绝对值之和。除安装伸缩缝应时控制好预留量外, 还应注意以下的问题:
（1）产品出厂时对材料的要求;
（2）伸缩缝安装定位要准确;
（3）在开放交通前要对伸缩缝模板进行清理, 缝内决不能遗留杂物;
（4）严格控制桥梁主体和台背的施工精度, 不应有跑模和不合图纸尺寸标准现象发生。
结束语
伸缩缝的过早损坏加重了桥梁养护维修处理的工作量。因此, 正确地分析桥梁伸缩缝病害成因, 研究其养护维修处理对策, 从而有效地延长桥梁伸缩缝的使用寿命, 是桥梁结构发展的一个重要课题。
参考文献
[1] 王博.浅谈桥梁伸缩缝的病害与养护[J]. 甘肃科技纵横. 2009(01)
[2] 梅义军.浅谈桥梁伸缩缝病害的防治及伸缩缝施工工艺[J]. 科技创新导报. 2009(06)
[3] 秦立朝,刘娜.浅析桥梁伸缩缝的病害[J]. 西部探矿工程. 2006(02)
[4] 张淼鑫.桥梁伸缩缝病害分析与处治浅议[J]. 西部探矿工程. 2006(07)
关键词：桥梁 伸缩缝病害预防措施
中图分类号： K928.78 文献标识码： A
前言
桥梁伸缩装置长期暴露在大气中, 使用环境比较恶劣, 是桥梁结构最易破坏而又较难维修的部位。桥梁伸缩装置在设计、施工上稍有缺陷或不足, 就会引起早期破坏, 这不仅直接造成行车舒适度下降, 使乘客缺乏安全感, 而且对车辆的使用寿命造成影响, 桥梁伸缩装置的破损导致车辆对桥梁的冲击作用显著增加, 加剧桥面铺装层的破坏速度, 甚至影响到桥梁结构。
一、桥梁伸缩缝装置常用类型
桥梁伸缩缝装置的选用是随着桥梁伸缩缝装置的发展而进步的。从初期的锌铁皮伸缩缝、橡胶伸缩缝、板式橡胶伸缩装置到20 世纪90 年代后使用的BF 伸缩装置、毛肋型钢伸缩装置、TST 弹性体与碎石填充型伸缩装置。就桥梁而言,板式橡胶伸缩装置及BF 伸缩装置是使用最多、最广泛的伸缩装置, 但损坏也比较严重, 这种损坏首先表现在过渡段的混凝土破坏, 继而锚固系统破坏, 最后整个伸缩装置破坏而无法使用。
二、伸缩缝早期破坏的成因
1、设计时的缺陷
由于一些桥梁设计单位，对各种桥梁伸缩缝性能并不十分了解，因此伸缩量计算不准确，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，伸缩装置本身无法或很难调整初始位移量，选型不当，采用过小的伸缩间距，导致伸缩装置破损; 在进行伸缩缝设计时梁端部未能慎重考虑，在反复荷载作用下，梁端破损引起伸缩装置失灵。有些桥梁结构，桥面板刚度不够，当桥面板受到汽车荷载作用时，因翼板较薄，横向联系较弱，导致桥面板变形过大; 很多设计是将伸缩装置的锚固件置于桥面铺装层中，与主梁连接的部分很少，这些锚固方法在荷载作用下容易造成开焊、脱落，而力的分布不容易传递，微小的变形可能演变成大的位移，最终导致混凝土粘结力的失效。设计上没有对伸缩装置两侧的混凝土和铺装层材料选择、配合比、密实度和强度提出严格要求的规定。对于大跨径桥梁、斜桥、弯桥等设计时没有形成与一般的梁结构相符合的构造形式和锚固方法。使用粘结材料、橡胶材料等新型伸缩装置，错误地选定构造和材料且防水、排水设施不完善，由于漏水、溢水，锚固件受腐蚀，梁端和支座侵蚀严重，多成为破坏的原因。
2、施工方面的原因
由于桥梁伸缩缝大都在施工后期进行，对桥梁伸缩装置施工工艺重视不够，未能严格按照伸缩缝施工工艺技术标准和安装工序进行施工，致使伸缩装置不能正常工作。
伸缩装置两侧水泥混凝土和沥青混凝土铺装层结合不好，碾压不密实，容易产生开裂、脱落。加上刚柔相接，容易产生台阶，最终引起伸缩装置的破坏; 后浇混凝土浇注不密实，常使用浮浆过大，从而在后期使用容易出现裂缝，一旦裂缝出现就会有水进入，随着水的侵入经过反复冻融和行车荷载的作用使混凝土剥皮、出现坑槽，直至混凝土破坏。
伸缩装置安装是桥梁施工最后几道工序之一，由于赶工期，草率了事，忽视了伸缩缝施工质量管理，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。
3、后期维护方面的原因
原有桥梁铺装层逐渐老化，得不到及时经常的维修，因此破坏不断扩展; 不注意伸缩缝内的杂物的及时清理，夏季缝内杂物过多会使伸缩缝变狭窄，挤压造成伸缩缝失去自由伸缩能力，长期侵蚀伸缩缝，造成伸缩缝材料过早氧化锈蚀。车辆荷载增大，交通量增加，车辆的冲击作用也随之明显变大。桥梁超载情况不能得到有效控制，超载车辆自行上桥，对桥梁伸缩装置的有效使用和耐久性带来严重威胁; 地震等其他恶劣气候条件的影响。
三、桥梁伸缩缝病害的防治与对策
1、计算桥梁伸缩缝的温度取值是确定安装预留量的关键因素
平原地区的桥梁, 全部暴露在自然环境中, 受诸多自然条件的影响。其中, 受吸收和释放太阳辐射,周围空间温度变化和空气流动的影响, 致使桥梁温度在不断变化。因此, 桥梁在施工后不管有没有荷载的作用, 它一直是处在一个动态下工作。要了解其是在什么温度下产生多大变化, 发生多大伸缩, 是我们对伸缩缝研究的主要目的。
温度的升降使桥梁产生伸缩, 在我们对伸缩选型时, 如何对温度取值进行桥梁伸缩幅度计算是十分关键的问题, 我们认为最低、最高温度取值, 应该以年度日峰值前后最低和最高温度六小时的平均值作为计算依据, 对桥梁的伸缩量进行计算。因为最高温度日峰值小时的平均值和最低温度日峰值的最高和最低六小时的平均值, 即可使桥梁的伸缩开口和闭口出现最大值, 只要满足这个最大伸缩量的要求, 再加最大荷载时梁头的转角变形, 考虑桥面温度的富余量伸缩缝有这个伸缩空间, 施工完全达到设计要求, 伸缩缝就不会出现大的病害。
2、计算桥梁伸缩缝的诸因素
桥梁伸缩缝计算, 首先要进行伸缩缝类型的选型, 然后进行计算。计算时要考虑的因素有: 第一要考虑温度的取值; 第二混凝土的徐变; 第三混凝土的收缩系数; 第四桥端部转角与选用的伸缩缝结合参数的关系; 第五材料线膨胀系数; 第六桥面积温因素; 第七混凝土的弹性模量。
3、伸缩缝安装时伸缩预留量的调整
受各种因素的影响, 伴随着桥梁结构的变位, 伸缩缝也将要产生相应的伸缩变位以顺应结构的变位, 首先在安装时要精确对伸缩量进行计算, 并考虑一定的富余量, 以保证在今后运营中始终处于良好的工作状态。
4、伸缩缝安装季节的影响
伸缩缝安装季节不同, 伸縮缝预留富余量应有所不同。如果伸缩缝安装在夏季, 此时是一年四季中温度最高, 不考虑一日之内温度变化引起的伸缩变化, 则在夏季之外的其它三季梁体以伸缩为主, 伸缩缝的变位以伸展为主, 与混凝土徐变的变位是一致的。如伸缩缝安装在冬委, 则相对冬季而言, 其他三季内结构受平均温度的升高而伸长, 也即伸缩收缩, 与其混凝土的收缩徐变引起的变位应反向, 故伸缩缝的变位在一定量的范围的内变化。当混凝土变位较小, 而温度变位最大时, 伸缩缝收缩量最大。伸缩缝的最大伸缩变位为该收缩量与混凝土徐变变位绝对值之和。除安装伸缩缝应时控制好预留量外, 还应注意以下的问题:
（1）产品出厂时对材料的要求;
（2）伸缩缝安装定位要准确;
（3）在开放交通前要对伸缩缝模板进行清理, 缝内决不能遗留杂物;
（4）严格控制桥梁主体和台背的施工精度, 不应有跑模和不合图纸尺寸标准现象发生。
结束语
伸缩缝的过早损坏加重了桥梁养护维修处理的工作量。因此, 正确地分析桥梁伸缩缝病害成因, 研究其养护维修处理对策, 从而有效地延长桥梁伸缩缝的使用寿命, 是桥梁结构发展的一个重要课题。
参考文献
[1] 王博.浅谈桥梁伸缩缝的病害与养护[J]. 甘肃科技纵横. 2009(01)
[2] 梅义军.浅谈桥梁伸缩缝病害的防治及伸缩缝施工工艺[J]. 科技创新导报. 2009(06)
[3] 秦立朝,刘娜.浅析桥梁伸缩缝的病害[J]. 西部探矿工程. 2006(02)
[4] 张淼鑫.桥梁伸缩缝病害分析与处治浅议[J]. 西部探矿工程. 2006(07)