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摘要:随着经济的发展,我国桥梁的建设数量也越来越多。然而由于各方面的原因,造成了桥梁伸缩缝出现了病害,这样会严重影响桥梁的寿命,甚至造成安全事故。
关键词:桥梁;伸缩缝;病害
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
前言
文章介绍了桥梁伸缩缝的分类,并对伸缩缝病害的原因进行了分析,通过对病害原因进行分析,并结合自身的实践经验和理论知识,提出了相关的处治措施。
二、桥梁伸缩缝的分类
目前我国公路桥梁和城市桥梁工程中的伸缩缝大致可分为如下几类:
1.对接式伸缩缝由于结构形式及受力特点的区别,此类伸缩缝又可分为填塞式对接伸缩缝和嵌固对接型伸缩缝。
(一)填塞式对接伸缩缝
顾名思义填塞式对接伸缩缝就是用沥青、木板、橡胶机麻絮等材料填充缝隙,伸缩体基本都处于受压状态。该类装置可适用于伸缩量小于40mm的桥梁上,但在目前工程上已经不经常使用。
(二)嵌固对接型伸缩缝
该类伸缩缝主要将不同形状的橡胶条嵌固在不同形状的钢构件上,从而通过橡胶条的拉伸变形来吸收梁体变形,相较于填塞式伸缩缝来说,其伸缩体可处于受拉或受压状态,所以被广泛应用,但其伸缩量范围为小于等于80mm。
2.碎石填充式伸缩缝
碎石填充式伸缩缝主要是在碎石上浇灌T弹塑体,这些弹塑体将碎石固定并胶粘到一起,刚柔结合从而满足均匀伸缩。该类伸缩缝不仅可以充分抵抗车辆的冲击力,还具备行车舒适,施工快速、简便、无需养护的特点,伸缩缝适用范围小于50arm。
3.模数支撑式伸缩缝
模数支撑式伸缩缝也成异型钢类伸缩缝,主要应用于长大型桥梁,长大型桥梁需要结构合理、大位移量的伸缩缝,因此上述的伸缩缝类型不能满足要求,钢制的伸缩缝防水性能较差,因此在结合引进了国内外先进的公路桥梁装置技术的基础上,研发出了模数式伸缩缝,该伸缩缝主要采用橡胶材料,利用其吸震缓冲性能好、蜜蜂性能好的优点,与高强度、刚性好的异性钢材结合,在大位移量情况下依然能承受车辆载荷。主要装置结构是由VN或其他形状截面的橡胶密封条嵌接在异形边钢梁、中钢梁内,组合成可伸缩的密封橡胶条。这类伸缩缝的最大位移伸缩量可达640mm,有的产品结构最大位移量可达2000mm。但该伸缩缝安装时需要保证伸缩缝的中心线与桥梁中心线重合,更要注意浇筑混凝土之前将间隙填塞,避免混凝土浇筑的时候将间隙堵死,影响伸缩。
三、伸缩缝病害原因分析
造成公路伸缩缝病害的原因很多,有设计、施工、养护等多方面的原因。
1.设计原因
伸缩量计算不准确,没有考虑到实际温度对伸缩装置的影响等,当伸缩装置本身不具备或很难具备调整初始位移量以适应于安装温度对位移的要求时,选型不当是造成伸缩装置破坏的重要原因。
2.施工原因
施工原因是造成伸缩缝病害的主要原因。即使是同一家单位施工的,施工质量也相差甚大,造成伸缩缝病害的施工原因主要有:
(一)对桥梁伸缩缝装置施工工艺要求重视程度不够,未能严格按照施工工艺标准和安装工序进行施工。
(二)桥梁施工时,未按设计要求锚固钢筋,以致锚固钢筋缺失或锚固位置存在偏差。
(三)梁体或桥台背墙上预埋钢筋未与异型钢有效锚固;纵向锚固钢筋粒径过小,锚固不密实;锚固件焊接质量不能保证,只注意表面,忽视内部质量标准要求。
(四)伸缩缝两侧的混凝土一般设计为C50的钢纤维混凝土,实际施工时,由于施工点分布广,混凝土量少,通常采用小搅拌机拌和,强度往往不足,而且伸缩缝一般是在通车前施工或运营过程中维修,存在强度不足就开放交通的现象。
(五)伸缩装置两侧混凝土和沥青混凝土铺装层结合不好,碾压不密实,未能控制好平整度,形成两张皮,容易产生开裂、脱落,最终引起伸缩装置的破坏。如丽青段的I60型钢伸缩缝大部分完好,部分发生损坏,主要是由于施工时没有控制好伸缩缝与路面的平整度,同时又在活载作用下,型钢和横梁之间的焊缝容易脱焊,在重载的重复作用下,型钢及横梁受剪力作用,造成断裂。一旦上部结构受损,横梁的活动范围具不规则性,伸缩箱内部结构就极易造成损坏,橡胶垫块在原有磨损的基础上,加剧破坏速度。这种破坏情况的修复相对较为麻烦,甚至要对横梁及型钢进行更换。
(六)安装时未根据温度控制好型钢问距。
(七)缺乏统一的质量验收标准。
3.养护原因
(一)伸缩缝中的杂物未及时清理,使原设计的伸缩量不能保证。尤其是梳齿板式伸缩缝,施工时未建筑填充物或者填充物老化缺失后未及时进行填补,容易沉积石子、砂土等杂物,又受通行条件的影响,清理难度大。
(二)梁端垃圾得不到及时有效的清理,从而影响桥梁结构的受力,使伸缩装置处于不利状态。
(三)桥梁超载情况得不到有效控制。
(四)接缝处桥面凹凸不平。
(五)维修不及时,导致病害不断扩展。
四、伸缩缝病害的处置
1.合理设计
(一)合理选择规格。伸缩缝的设计,其伸缩量的大小是选择规格的重要依据。旧桥由于混凝土的徐变、干燥收缩基本完成,其伸缩量主要考虑由温度变化引起的伸缩量(△,)作为基本量来处理,对其他因素(如梁端转动、墩台移动等),一般作为多余量和构造上的需要来考虑,根据经验,这个量值(△)一般可按计算变形量的30%估算。
(二)合理设置混凝土锚固区和预埋构件。伸缩装置安装工艺要求在伸缩缝两侧各设置一定宽度的混凝土锚固区,该区既是伸缩装置预埋构件的区域,又是刚性桥面与柔性伸缩体的过渡区,应根据选择的伸缩装置型号规格,以及交通安全量、汽车荷载等级等确定混凝土锚固区的宽度。因此,将旧桥混凝土锚固区的宽度适当加宽至50cm~55CIn。对旧桥伸缩装置改型,还要着重注意桥面铺装层混凝土厚度是否满足异型钢的高度和锚固的最低要求,注重锚固系统的锚固筋直径、间距是否符合要求,安全可靠。
(三)合理调整伸缩装置间隙。目前伸缩装置的问隙宽度一般由生产厂家根据设计提供的参数要求,在出厂时用特制的夹具固定。施工安装时应按工地当时的气温情况予以及时调整。这道工序往往容易忽视而又影响较大,如不对伸缩装置间隙进行及时地调整,必然影响伸缩缝的使用效果。
2.合理施工
(一)施工安装前应认真地分析设计图纸,了解伸缩装置的安装原理,严格地按图施工。对需维持交通的桥梁,可采用半幅封闭半幅施工的方式,并将伸缩装置的施工接头安排在车轮经过概率最小的位置,如分车道线处。
(二)伸缩装置预埋构件與梁体预埋钢筋必须定位准确并严格保证焊接质量,横向通长钢筋与锚固筋焊接有效,确保预埋系统的强度和整体性。对锚固系统“无土生根”的,可采用膨胀螺栓或钢筋,用电锤打眼,环氧树脂镶嵌,使锚固筋嵌入旧桥结构一定深度;对分段安装的伸缩装置,其接缝必须由专业技术工人焊接,并检查其平整度和间隙等是否合乎要求。
(三)增强锚固区混凝土强度。锚固区混凝土容易受车辆冲击而破坏,为此必须保证锚固区混凝土高标号、高性能,并注意振捣密实,避免混凝土产生蜂窝或脱空现象,增强锚固区的混凝土强度。
(四)加强施工平整性控制。伸缩缝施工平整性,将直接影响车辆行驶的舒适性和伸缩装置的使用寿命。因此,在施工安装上必须采取立模定位,严格控制标高和横坡度,使伸缩装置与桥面铺装层保持平整。
五、结束语
通过对伸缩缝的病害原因进行分析,我们发现主要的原因来自于施工方面,因此,需要施工人员重视这个问题,尽量减少施工过程中不必要的失误。
参考文献:
[1]钟于珑,邓通军,邓通发,浅谈钢筋混凝土桥梁裂缝的处理[J],山西建筑,2006,32(2).
[2]田玉群,桥梁裂缝产生原因浅析[J],山西建筑,2006,32(5).
[3]丰科勇.桥梁伸缩缝安装的施工工艺和施工控制[J].科技情报开发与经济,2004,14(2).
[4]孟春明.桥梁伸缩缝病害的预防措施[J].山西建筑,2002,28(11).
关键词:桥梁;伸缩缝;病害
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
前言
文章介绍了桥梁伸缩缝的分类,并对伸缩缝病害的原因进行了分析,通过对病害原因进行分析,并结合自身的实践经验和理论知识,提出了相关的处治措施。
二、桥梁伸缩缝的分类
目前我国公路桥梁和城市桥梁工程中的伸缩缝大致可分为如下几类:
1.对接式伸缩缝由于结构形式及受力特点的区别,此类伸缩缝又可分为填塞式对接伸缩缝和嵌固对接型伸缩缝。
(一)填塞式对接伸缩缝
顾名思义填塞式对接伸缩缝就是用沥青、木板、橡胶机麻絮等材料填充缝隙,伸缩体基本都处于受压状态。该类装置可适用于伸缩量小于40mm的桥梁上,但在目前工程上已经不经常使用。
(二)嵌固对接型伸缩缝
该类伸缩缝主要将不同形状的橡胶条嵌固在不同形状的钢构件上,从而通过橡胶条的拉伸变形来吸收梁体变形,相较于填塞式伸缩缝来说,其伸缩体可处于受拉或受压状态,所以被广泛应用,但其伸缩量范围为小于等于80mm。
2.碎石填充式伸缩缝
碎石填充式伸缩缝主要是在碎石上浇灌T弹塑体,这些弹塑体将碎石固定并胶粘到一起,刚柔结合从而满足均匀伸缩。该类伸缩缝不仅可以充分抵抗车辆的冲击力,还具备行车舒适,施工快速、简便、无需养护的特点,伸缩缝适用范围小于50arm。
3.模数支撑式伸缩缝
模数支撑式伸缩缝也成异型钢类伸缩缝,主要应用于长大型桥梁,长大型桥梁需要结构合理、大位移量的伸缩缝,因此上述的伸缩缝类型不能满足要求,钢制的伸缩缝防水性能较差,因此在结合引进了国内外先进的公路桥梁装置技术的基础上,研发出了模数式伸缩缝,该伸缩缝主要采用橡胶材料,利用其吸震缓冲性能好、蜜蜂性能好的优点,与高强度、刚性好的异性钢材结合,在大位移量情况下依然能承受车辆载荷。主要装置结构是由VN或其他形状截面的橡胶密封条嵌接在异形边钢梁、中钢梁内,组合成可伸缩的密封橡胶条。这类伸缩缝的最大位移伸缩量可达640mm,有的产品结构最大位移量可达2000mm。但该伸缩缝安装时需要保证伸缩缝的中心线与桥梁中心线重合,更要注意浇筑混凝土之前将间隙填塞,避免混凝土浇筑的时候将间隙堵死,影响伸缩。
三、伸缩缝病害原因分析
造成公路伸缩缝病害的原因很多,有设计、施工、养护等多方面的原因。
1.设计原因
伸缩量计算不准确,没有考虑到实际温度对伸缩装置的影响等,当伸缩装置本身不具备或很难具备调整初始位移量以适应于安装温度对位移的要求时,选型不当是造成伸缩装置破坏的重要原因。
2.施工原因
施工原因是造成伸缩缝病害的主要原因。即使是同一家单位施工的,施工质量也相差甚大,造成伸缩缝病害的施工原因主要有:
(一)对桥梁伸缩缝装置施工工艺要求重视程度不够,未能严格按照施工工艺标准和安装工序进行施工。
(二)桥梁施工时,未按设计要求锚固钢筋,以致锚固钢筋缺失或锚固位置存在偏差。
(三)梁体或桥台背墙上预埋钢筋未与异型钢有效锚固;纵向锚固钢筋粒径过小,锚固不密实;锚固件焊接质量不能保证,只注意表面,忽视内部质量标准要求。
(四)伸缩缝两侧的混凝土一般设计为C50的钢纤维混凝土,实际施工时,由于施工点分布广,混凝土量少,通常采用小搅拌机拌和,强度往往不足,而且伸缩缝一般是在通车前施工或运营过程中维修,存在强度不足就开放交通的现象。
(五)伸缩装置两侧混凝土和沥青混凝土铺装层结合不好,碾压不密实,未能控制好平整度,形成两张皮,容易产生开裂、脱落,最终引起伸缩装置的破坏。如丽青段的I60型钢伸缩缝大部分完好,部分发生损坏,主要是由于施工时没有控制好伸缩缝与路面的平整度,同时又在活载作用下,型钢和横梁之间的焊缝容易脱焊,在重载的重复作用下,型钢及横梁受剪力作用,造成断裂。一旦上部结构受损,横梁的活动范围具不规则性,伸缩箱内部结构就极易造成损坏,橡胶垫块在原有磨损的基础上,加剧破坏速度。这种破坏情况的修复相对较为麻烦,甚至要对横梁及型钢进行更换。
(六)安装时未根据温度控制好型钢问距。
(七)缺乏统一的质量验收标准。
3.养护原因
(一)伸缩缝中的杂物未及时清理,使原设计的伸缩量不能保证。尤其是梳齿板式伸缩缝,施工时未建筑填充物或者填充物老化缺失后未及时进行填补,容易沉积石子、砂土等杂物,又受通行条件的影响,清理难度大。
(二)梁端垃圾得不到及时有效的清理,从而影响桥梁结构的受力,使伸缩装置处于不利状态。
(三)桥梁超载情况得不到有效控制。
(四)接缝处桥面凹凸不平。
(五)维修不及时,导致病害不断扩展。
四、伸缩缝病害的处置
1.合理设计
(一)合理选择规格。伸缩缝的设计,其伸缩量的大小是选择规格的重要依据。旧桥由于混凝土的徐变、干燥收缩基本完成,其伸缩量主要考虑由温度变化引起的伸缩量(△,)作为基本量来处理,对其他因素(如梁端转动、墩台移动等),一般作为多余量和构造上的需要来考虑,根据经验,这个量值(△)一般可按计算变形量的30%估算。
(二)合理设置混凝土锚固区和预埋构件。伸缩装置安装工艺要求在伸缩缝两侧各设置一定宽度的混凝土锚固区,该区既是伸缩装置预埋构件的区域,又是刚性桥面与柔性伸缩体的过渡区,应根据选择的伸缩装置型号规格,以及交通安全量、汽车荷载等级等确定混凝土锚固区的宽度。因此,将旧桥混凝土锚固区的宽度适当加宽至50cm~55CIn。对旧桥伸缩装置改型,还要着重注意桥面铺装层混凝土厚度是否满足异型钢的高度和锚固的最低要求,注重锚固系统的锚固筋直径、间距是否符合要求,安全可靠。
(三)合理调整伸缩装置间隙。目前伸缩装置的问隙宽度一般由生产厂家根据设计提供的参数要求,在出厂时用特制的夹具固定。施工安装时应按工地当时的气温情况予以及时调整。这道工序往往容易忽视而又影响较大,如不对伸缩装置间隙进行及时地调整,必然影响伸缩缝的使用效果。
2.合理施工
(一)施工安装前应认真地分析设计图纸,了解伸缩装置的安装原理,严格地按图施工。对需维持交通的桥梁,可采用半幅封闭半幅施工的方式,并将伸缩装置的施工接头安排在车轮经过概率最小的位置,如分车道线处。
(二)伸缩装置预埋构件與梁体预埋钢筋必须定位准确并严格保证焊接质量,横向通长钢筋与锚固筋焊接有效,确保预埋系统的强度和整体性。对锚固系统“无土生根”的,可采用膨胀螺栓或钢筋,用电锤打眼,环氧树脂镶嵌,使锚固筋嵌入旧桥结构一定深度;对分段安装的伸缩装置,其接缝必须由专业技术工人焊接,并检查其平整度和间隙等是否合乎要求。
(三)增强锚固区混凝土强度。锚固区混凝土容易受车辆冲击而破坏,为此必须保证锚固区混凝土高标号、高性能,并注意振捣密实,避免混凝土产生蜂窝或脱空现象,增强锚固区的混凝土强度。
(四)加强施工平整性控制。伸缩缝施工平整性,将直接影响车辆行驶的舒适性和伸缩装置的使用寿命。因此,在施工安装上必须采取立模定位,严格控制标高和横坡度,使伸缩装置与桥面铺装层保持平整。
五、结束语
通过对伸缩缝的病害原因进行分析,我们发现主要的原因来自于施工方面,因此,需要施工人员重视这个问题,尽量减少施工过程中不必要的失误。
参考文献:
[1]钟于珑,邓通军,邓通发,浅谈钢筋混凝土桥梁裂缝的处理[J],山西建筑,2006,32(2).
[2]田玉群,桥梁裂缝产生原因浅析[J],山西建筑,2006,32(5).
[3]丰科勇.桥梁伸缩缝安装的施工工艺和施工控制[J].科技情报开发与经济,2004,14(2).
[4]孟春明.桥梁伸缩缝病害的预防措施[J].山西建筑,2002,28(11).