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浅谈桥梁伸缩装置常见病害问题防治

来源:赴品旅游
浅谈桥梁伸缩装置常见病害问题防治

城市道路桥梁伸缩装置,在桥梁结构中直接承受车轮荷载的反复冲击作用,加之长期暴露在大气中,使用环境较为恶劣,是桥梁结构中最容易遭受破坏而又难以修复的部位。因此,桥梁伸缩量的设置和伸缩装置的施工稍有缺陷或不足,就会引起其早期破坏,甚至影响桥梁结构本身的安全。我国城市道路工程进入大规模建设以来,结构新颖、技术先进的桥梁层出不穷,桥梁长大化趋势更为明显。本文就伸缩装置破坏原因、伸缩量计算及伸缩装置的施工作一探讨。

1 常见桥梁伸缩装置类型及结构分析

施工人员按照桥梁伸缩装置材料以及用途进行划分,将伸缩缝划分为四种形式:

(1)纯橡胶式伸缩缝结构

纯橡胶式伸缩缝是利用橡胶的高弹性来适应温度变化,桥面所产生的伸缩变形。橡胶伸缩缝它具有安装方便、行驶平稳、防水、防尘、噪音小、重量轻、造价低的优点得到了桥梁工程界的欢迎与好评。橡胶伸缩缝与一般的桥梁伸缩装置有所不同,主要由传力支承体系和位移控制体系组成,主要功能是将车辆垂直和水平荷载通过支承结构传递到梁体,二是适应桥梁纵、横位移的变化和梁端翘曲发生的转角变化。

(2)板式伸缩缝结构

板式伸缩装置在设置时,其伸缩体常会采用橡胶、钢板或者角钢,这种伸缩装置常被应用到伸缩量为60毫米以下的常见桥梁工程中。

(3)组合式橡胶伸缩缝结构

组合伸缩缝的结构装置会选用橡胶板以及钢托板作为伸缩体原料,常把橡胶板和钢托板结合在一起进行施工,常用于伸缩量低于120毫米的桥梁工程中。

(4)模数式伸缩缝结构

模数式伸缩缝的伸缩梯常采用异形钢材作原料,这种钢材具有整体成型的特点,通常是边梁、中梁、横梁以及位移控制系统等多种构件所组成,常被应用到一些比较弯曲、倾斜或者比较宽的桥梁中。这种伸缩装置可以按照施工要求的模数随意进行组拼,不管是80毫米的单缝,还是1200毫米的多缝,都可采取这种

伸缩装置。如果伸缩量超过1200毫米,则需根据施工设计要求在指定的工厂里进行加工生产。

2 桥梁伸缩装置常见病害问题 2.1伸缩装置设计方面

(1)施工人员在对伸缝装置选型时,很容易不按照工程实际情况进行选择,以致工程施工质量会受到影响。这是因为桥梁施工设计工作者没有全面了解整个伸缩缝装置的真实性能,加上对桥梁工程的实际调查情况没有做到位,这就使得他们的施工操作很难满足工程施工时的实际技术所需;当然也有可能是因为在计算伸缩量时不够精准,忽视了外界温度可能会给安装伸缩装置造成影响,仅仅按照伸缩量计算值来确定产品的形式以及规格。

(2)在桥梁施工设计中,没有对伸缩装置两边的后浇混凝土以及铺装层的材料等各项指标提出明确要求或者规定。通常在设计伸缩装置时,过渡段所采用的混凝土应该高于C40混凝土,然而因为混凝土自身厚度不够、体积又过小,又会受到预埋件所处位置的干扰,使得工程施工难度加大,从而会降低过渡段所使用混凝土的锚固作用,如果不及时采取措施进行处理还会影响到整个预埋件的锚固质量。

(3)现今很多城市道路桥梁的伸缩装置都会采用锚固方法进行施工,也就是把锚固件放到混凝土铺装层里面。因为伸缩装置本身跟主梁以及桥台上的锚固相连接地方比较少,一旦行驶车辆的荷载力过大,不仅会使得伸缩装置出现开焊以及脱落现象;还可能导致荷载力传递不便,从而引发混凝土自身粘结力失去效应,削弱了锚固作用。

(4)城市道路桥梁面板自身高度达不到施工规定要求,桥面的翼板又比较薄,加之行驶车辆极大的荷载力,会削弱桥面板的横行联系,进而导致桥面板出现变形并破坏了伸缩装置。

2.2 伸缩装置施工方面

(1)由于施工人员对桥梁伸缩装置的施工工艺没有足够重视,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;

(2)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不够牢固或产生遗漏

预埋钢筋现象,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)伸缩装置两侧混凝土太薄,体积小,加上预埋件干扰,施工难度大,浇筑不密实,混凝土内部存在空洞、蜂窝,达不到设计所要求强度,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。

(4)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,在车辆荷载反复冲击作用下,容易产生开裂、脱落,最终引起伸缩装置损坏。

(5)在焊接锚固件时,施工人员只注重表面,忽视内部质量要求,槽口不深,冲洗不干净,焊接长度不够,造成伸缩装置锚固不牢固,经不住高速重载车辆的冲击、震动。

3 伸缩装置养护和修护措施

桥梁在使用过程中,由于伸缩缝装置损坏到一定程度会引起桥面跳车,因此伸缩缝应经常养护,清除缝隙内沉积物,拧紧螺栓,使其发挥正常作用。

(1)桥面铺装层出现表面碎裂或脱皮现象时,应凿除破损部分,沿铺装层内钢筋方向凿成方形或矩形。损坏面较大者,在桥梁承载能力允许前提下,可加铺一层2-3cm厚的沥青混凝土,或者将整孔铺装层凿除,重铺新的铺装层。

(2) 更换伸缩装置。一般常用的橡胶板伸缩装置其更换操作程序是: ①将伸缩缝两边各宽约40cm范围内的铺装层混凝土凿除,并清洗干净,调整原预埋螺栓锚筋及露出的桥面钢筋。

②如为新装橡胶伸缩缝, 应凿挖或钻成埋置螺栓用的锚筋孔, 并预先埋好锚筋。锚筋必须埋设牢固, 尽可能直接焊接在桥面钢筋上,要在孔内灌注环氧树脂浆胶,使不易拨出。

③预埋的螺栓必须位置正确、牢固。

④安装橡胶板伸缩缝,使橡胶板平整、坚实。

⑤按原式浇注铺装层混凝土,为维持通车可分半幅桥面进行,也可在伸缩缝上架设跨缝设施。

4 结语

桥梁伸缩装置是桥梁构造上不可缺少的重要组成部分。在桥梁结构中伸缩装置要适应梁的温度变化、混凝土收缩和徐变引起的伸缩,以及梁的挠度变化引起的变位。由于伸缩装置直接承受着车轮的反复荷载,是桥梁结构上的薄弱环节,其质量好坏对桥梁能否正常、安全运营至关重要。因此对桥梁伸缩缝从设计、施工到运营使用都应该严格控制,科学管理和维护,确保桥梁伸缩缝的良好状态。

参考文献

[1]张一卓.桥梁伸缩装置疲劳破坏分析及寿命估算[D].长安大学,2005. [2]蒲广宁.桥梁伸缩装置破损状况评价方法[D].长安大学,2005.

[3]杨建宏,万学俭,裘丽丹.城市道路桥梁伸缩装置病害的成因与防治[J].路基工程,2011,03:234-236.

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