关键词:桥梁伸缩缝;锚固系统;连续缝;
一、公路桥梁伸缩缝处跳车产生的原因
在气温变化的影响下,桥梁梁体长度会发生变化,从而使梁端发生位移,为适应这种位移并保持行车平顺,就必须设置桥梁伸缩缝装置。由此可见,桥梁伸缩缝的作用,在于调节由车辆荷载环境特征和桥梁建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移,并保证上部结构之间的联接。桥梁伸缩缝装置是桥梁构造的一部分,如果设计不当、安装质量低劣、缺乏科学的和不及时的养护,大部分桥梁会在桥梁伸缩缝处形成台阶,直接影响到桥梁的服务质量。
二、桥梁伸缩缝装置损坏原因分析
目前,工程上常常采用的伸缩装置有板式橡胶缝、BF缝、毛勒型钢缝以及TST弹性体伸缩装置。板式橡胶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,这是桥梁伸缩缝装置损坏比较典型的一种情况。概括而言,桥梁伸缩缝装置损坏大致可总结为以下几点。
首先,对目前常用桥梁结构而言,伸缩装置的锚固系统很难准确地预埋在梁中,甚至不能预埋,大部分锚固在铺装层混凝土中。一般的桥梁铺装厚度为8~12cm,最厚也不超过15m。例如板式橡胶伸缩装置锚固系统由于缝本身厚度的影响,锚固深度一般只有5~7cm,最多不过10cm。伸缩装置一般设计要求过渡段混凝土采用C20、C30甚至更高的高标号混凝土,由于混凝土厚度太薄,体积太小,再加上预埋件的位置干扰,施工难度大过渡段混凝土的锚固作用实际上大打折扣,预埋件的锚固质量也大受影响。桥面通常采用沥青混凝土铺装,往往伸缩装置安装在先,桥面铺装在后,沥青面层和过渡段混凝土之间很难铺平,加上刚柔相接,容易产生台阶。车辆通行振动产生冲击使伸缩装置锚固系统和过渡段混凝土受力瞬时加大,而由此产生的振动又是高频振动,在反复的车辆瞬时荷载作用下,伸缩装置锚固混凝土不能保持弹性而破坏,锚固装置在反复动载震动下产生变形并与混凝土剥离,最终全部破坏。第二、桥梁的设计施工质量也是影响伸缩装置使用寿命的一个主要原因。从设计上看:设计工程师在伸缩缝设计过程中只注重计算桥梁的伸缩量,并以此进行选型,而往往对伸缩装置的性能了解不全面,忽略了产品的相应技术要求。从施工上看:伸缩装置安装是桥梁施工的最后几道工序之一,为了赶竣工通车,施工人员对这道细活、难活易疏忽大意,施工马虎,不按安装程序及有关操作要求施工。另外,伸缩装置安装后混凝土没有达到强度就提前开放交通,致使过渡段的锚固混凝土产生早期损伤,从而导致伸缩缝营运环境下降。另外,伸缩装置的受力复杂,而与之密切相关起决定作用的锚固系统却不尽合理,锚固混凝土薄,强度很难达到设计要求,极容易损坏。当然桥梁在营运过程中养护不当、接缝处桥面铺装凸凹不平和老化,桥梁营运过程中交通流量大、车速快、载重车辆多等都会引起桥面破坏严重影响行车安全。
三、公路桥梁伸缩缝处跳车防治措施
1梁端特殊设计
桥梁伸缩装置由于设置在梁端构造薄弱部位,直接承受车辆荷载的反复作用,又多暴露在大自然中,受到各种自然因素的影响,所以梁端设计时端部要具有足够的刚度,以满足营运过程中反复荷载的作用。设计过程中要采用恰当的伸缩间距,以保证伸缩装置在营运中正常使用
2合理选择伸缩装置
伸缩装置在选用过程中主要是看其刚度和质量,良好的伸缩缝应满足以下要求:伸缩量应满足桥梁上部结构之间的位移。对于正交桥只要其最大伸缩量能满足设计计算伸缩量即可。对于斜桥,则必须把运动方向的计算伸缩量ΔL分解为垂直于缝中心线方向和平行于缝中心线方向的两个变形矢量ΔLr和ΔLp。此时,所选择的伸缩缝在垂直和平行两个方向的允许变形量必须同时满足ΔLr和ΔLp的要求。行车平稳、舒适,振动及噪音小。
密封性好,能防止水、垃圾渗入,同时具有抗滑、耐磨、抗老化的性能;施工安装方便、简单,便于检查和养护。
四、严格控制施工安装过程
切缝之前必须对沥青面层的平整度进行检测,根据实际平整度情况考虑是否适当扩大切割面的宽度(要求一边最多比设计要求加宽30cm),如果加大切割宽度后路面平整度仍达不到伸缩缝安装要求,要求对该处路面进行返工处理,合格后,根据施工图纸要求确定开槽宽度,准确放样,打上线用切割机割缝,锯缝线以外的沥青混凝土路面,用贴胶带纸或加盖塑料布进行保护,以防止锯缝时产生的粉末污染路面。锯缝应整齐、顺直,并注意把沥青砼路面切透,以免开槽时缝外的沥青砼松动。
用风镐开槽时,深度不应小于12cm,开槽后应对槽内的砼进行打毛处理,把所有杂物清除干净,以保证新老砼的有效结合。如发现梁与梁之间的间隙不符合要求(大于或小于规定范围),应采取措施加以处理,并理顺、扶直槽内的预埋筋及锚固筋,对预埋筋应进行除锈处理,同时对原来梁板或桥台预埋钢筋不足的地方,应及时补打足够数量的膨胀螺栓,以确保型钢的安装质量。开槽后应禁止车辆通行,禁止施工人员及其他人员在槽两侧边缘踩踏,影响砼施工质量。
安装时在顺桥向伸缩装置的中心线应与桥梁中心线向重合,并对称放置于伸缩间隙上,使其顶面高度与桥梁路面标高(纵坡、横坡)向吻合后垫平。正确就位后,将伸缩装置上的锚固筋与梁、板、桥台上的预埋筋进行牢固焊接。焊接时注意焊接的部位和方法,防止伸缩装置的边梁和中梁变形。型钢定位后采用分段点焊加固的方法,以免型钢过热产生变形,宜分层焊接,先焊顶面,再焊侧面,最后焊接低面。
砼浇筑前,定位锚固钢筋和桥面面层钢筋必须安装合格,并用水对槽内垃圾进行二次冲洗和清理。为防止浇筑时把间隙堵死,影响伸缩,应将伸缩间隙处用泡沫塑料填充。然后安装必要模板,在预留槽内对称浇筑砼,并防止砼渗入位移箱内,也不允许溅填在密封橡胶带缝中及表面上,如发生此类现象应立即清理。砼浇筑时坍落度应控制在30mm以内,并振捣密实,平整无蜂窝,特别是对一些死角的地方,更应注意混凝土的振捣密实性。之后用刮杆将混凝土表面刮平,平整度一般应控制在低于路面标高2mm(不要超过2mm)即位于-2~0mm之间。
五、加强伸缩缝的养护
正常的维修、养护是保证伸缩装置正常工作、减少破坏、延长使用寿命和防止桥梁伸缩缝处跳车的必不可少的重要环节。为此,养护时应做到以下工作:做好施工过程中的养生。砼初凝前用毛刷拉毛,初凝后及时覆盖麻袋或土工布进行洒水养生,时间≥7d,同时养生期间应派专人实行交通管制,待强度达到70%时,用专用工具安装橡胶密封带。
经常检查梁端与桥面铺装连接处及槽区内的砼是否损坏或裂缝,一经发现应及时修补,以免影响伸缩装置与梁、板间的锚固强度。
对伸缩缝附近凸凹不平,平整度损坏处,应及时修补。
结束语
由于诸多原因的存在,伸缩装置的损坏是难免的的,桥面跳车的现象也是客观存在的,桥面跳车的现象出现跳车后应及时采取补救的措施,进行修复,保证公路畅通是我们的最终目的。总之,桥梁升缩缝处跳车问题是个比较复杂的问题,牵连到设计、施工、养护各个方面,因而要解决这一问题也需要通过严密的设计、认真的施工才能解决和缓解这一病害。
参考文献:
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