浅谈桥梁伸缩缝的病害问题
关键词：桥梁,伸缩缝,公路建设
1.桥梁伸缩缝常见类型及损坏
桥梁伸缩缝直接承受车辆反复荷载的作用，多暴露于大自然中，设置在梁端构造薄弱部位，因此，伸缩缝是极易损坏、难修补的部位，经常发生各种不同程度的损坏。根据伸缩缝采用形式的不同伸缩缝的常见损坏如下：
1.1钢板伸缩缝
1)角钢及钢筋混凝土梁锚固不牢，使钢板松动，在车辆行驶的冲击摆动下，更加速破损;2)缝内塞进石块或铁夹物，使伸缩缝不能自由伸缩;3)排水管发生破坏损伤或土砂堵塞;4)表面钢板焊接部位破坏损伤;5)梳型钢板伸缩缝在梳齿与承托板的焊接处出现裂缝、更严重者出现剪断。
1.2锌铁皮伸缩缝
1)软性防水材料如沥青砂或聚氯乙烯胶泥等老化、脱落;
2)伸缩缝凹槽填入其它硬物，不能自由变化;
3)锌铁皮上压填的铺装层如水泥混凝土或沥青混凝土等断裂、剥离;
4)伸缩缝上后铺压填部分发生沉陷，高低不平;
5)由于墩台下沉，出现异常的伸缩，车辆行驶时出现冲击及躁声。
1.3橡胶伸缩缝
1)橡胶条破坏损伤;2)橡胶条剥离;3)在橡胶条连接部位漏水;4)锚固构件破损、锚固螺栓松脱;5)伸缩缝构造部位下陷或凸出;6)车辆行驶不适，发生噪声。
2.桥梁伸缩缝破损主要原因
(1)随着交通量的增加和汽车载重量的增大，对伸缩缝的撞击及反复荷载作用也增大。因材料的磨损和疲劳，以及混凝土桥面板或梁的结合强度不够，造成伸缩缝损坏。
(2)伸缩缝接头为对接时，环氧树脂沙浆的剥落、断损、填缝材料硬化与部分脱落是伸缩缝全部破损的原因。
(3)大跨径桥、斜桥、弯桥的伸缩缝因结构形式、固定方式与梁不吻合，也会造成伸缩缝损坏。
(4)由于安装施工不当，伸缩缝装置和桥面板与桥台背墙产生垂直错位，增大车轮的冲击力，也是伸缩缝和桥面板破坏原因。
3.桥梁伸缩缝破坏的危害
(1)伸缩缝破坏反应到路面上，路面出现坑槽，给运行车辆带来不安全因素，降低道路的通行能力，在社会上造成不良影响。
(2)如出现伸缩缝挤死，轻者顶坏桥台背墙，重者挤坏梁头，使大梁报废，更换大梁需要较长的施工周期，也给国家造成重大的经济损失。
(3)由于伸缩缝橡胶条的损坏，路面杂物掉落伸缩缝，卡在缝内遇温度变化就会将梁头或桥台背墙挤坏。橡胶条损坏后遇降暴雨，大量雨水顺缝灌入没有全防的桥头护坡，使护坡出现大量的水毁现象，由于梁下受净高的限制，修复时十分困难，给养护增加负担。
4.桥梁伸缩缝病害的防治与对策
4.1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。
4.2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。
4.3对目前伸缩装置设计的几点浅见
(1)小跨径的中小桥(如20m以内的)宜不设伸缩缝。支座采用固定式橡胶支座，让墩台的弹性变形和台后的土抗力来抵抗温度应力(因变形长度在10m以内伸缩量一般在5mm以内)。也可以在路面及桥面铺装摊铺完了，再沿原缝开一条宽2cm深3～5cm的假缝，内填以沥青麻絮或其他可塑性材料以防面龟裂。
(2)中、小桥宜采用W型伸缩装置，它具有以下一些优点：
1)伸缩体与铁件联接可不用胶水，而利用橡胶本身的预压密缝防水;
2)构件尺寸小，相应材料用量省，施工方便，造价低;
3)温度伸缩变形发挥橡胶弹性材料性能。在外荷作用下则充分利用拱形结构的优势。
(3)从实践和有关资料来看，不论W型、V型、空心板型的橡胶体都可使用。毛病不在胶体本身，而是在整个伸缩装置结构的设计是否合理。西德毛勒公司的伸缩装置、近几年应用较多的TST伸缩装置设计比较合理，在行车时它具有较高的刚度，在温度变化时又变形灵活。
(4)从目前已经施工的伸缩装置来看，板式伸缩装置的平整度较好，其原因是胶体内不仅加入了足够数量的钢板以增加变形体的刚度，而且又有足够数量的铆钉使伸缩体同桥梁变形体的联结比较牢固，不至于象原来空心板橡胶伸缩缝那样易于脱出。而且改善了施工工艺，注意到施工时的安装温度，其定位值A易于控制。经实桥施工2年来的考验效果良好。其缺点是变形似欠灵活。据有关方面介绍每延米须施加2.5t的压力方能达到其设计缩短值，而且价格比较贵。 4.4伸缩装置的安装
4.4.1伸缩装置的锚固宽度需要规范伸缩缝预埋钢筋在梁(板)端部和桥台的锚固宽度。考虑到与施工工艺的协调，伸缩装置的锚固宽度按50cm进行设置为适宜，桥台上宜采用背墙的宽度进行设置，这既方便了桥面板、现浇混凝土铺装层的施工，又使伸缩装置的稳定性得到了保障。
4.4.2伸缩装置的锚固钢筋
在预制梁(板)的端部和背墙内预埋伸缩装置锚固钢筋是在两种不同情况下进行的。一般设计给定的都是对称于桥宽中心、在梁(板)的端部设置预埋钢筋，则钢筋在每片梁(板)的预埋位置都会不一样，给施工增加了难度，因此，锚固钢筋应以对称于每片梁(板)的中心进行设置。但实际由于伸缩缝大多是向生产厂家批量购买的，是无法实现所有锚固钢筋都对称于每片梁(板)的中心设置的。
施工中要保证锚固钢筋的作用，仅在浇筑8～10cm的桥面板混凝土时进行设置是不可取的，这实际上没有让伸缩装置的定位角钢牢固地与梁(板)和背墙混凝土联结成整体，形成不稳定隐患，需要在施工中认真对待。
4.4.3伸缩装置的定位角钢
伸缩装置一定要依据安装时测定出的气温，计算伸缩缝的伸缩量来调整两块定位角钢之间的距离，并按桥面高度将定位角钢焊接到预埋钢筋上，这样严格控制了缝距。对于伸缩缝的间距，多持有宁小勿大的倾向，是万万要不得的。定位角钢附近的混凝土，在施工中振捣比较困难，死角和钢筋密集的部位，应加强人工插捣。
4.4.4锚固区混凝土的浇筑
桥面行车道混凝土铺装应该同伸缩装置锚固区的混凝土同时进行浇筑，不允许在该部位及整个桥面上留有施工缝。
4.4.5加强伸缩缝的养护
伸缩装置在营运过程中必须加强养护，为伸缩装置创造良好的工作环境，使其正常工作。
4.4.6完善连续缝的设置
目前，连续缝的设置不够完善，需从设计上进行改进。
(1)增设镀锌铁皮。连续缝处通常采用两层沥青，于中间铺设一层毛毡(简称二油一毡)或涂两层乳化沥青，于中间铺设一层土工布(简称二油一布)。这样施工中就存在一些需要解决的问题：在铺设桥面混凝土时，缝顶部位的油毛毡、土工布容易下挠，甚至胀裂;混凝土在插捣中，油毛毡容易被戳破;混凝土会存在振捣不密实的问题。为解决上述问题，需在二油一毡或二油一布底部增加设置一块宽度为50cm的镀锌铁皮。
(2)调整上部结构部分钢筋的设置。对预应力T 梁封锚顶面部分钢筋需要调整，以不伸出顶面为原则。否则，伸露出的钢筋会妨碍连续缝上二油一毡或二油一布和镀锌铁皮的设置。
(3)二油一毡或二油一布的设置宽度。二油一毡或二油一布的设置宽度在设计中需用文字说明交待清楚，宽度宜控制在50cm左右。
(4)轻质包装材料不宜使用。连续缝内填塞轻质包装材料，主要为了衬托油毛毡或土工布不下挠和不被胀裂(实际上难以达到预期的效果)。该材料种类繁多，且无桥梁专用的产品，施工中使用的很混乱，掩盖了梁(板)缝内的杂物，甚至是坚硬块件，由于接缝中增设了镀锌铁皮，优化了二油一毡或二油一布的使用效果，轻质包装材料可以不用。
4.5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。
桥梁伸缩缝装置是承受最大动力载荷的附件，桥面很小的不平整就会使它承受很大的冲击力，极易造成伸缩缝损坏，因此，对于开始局部损坏的伸缩缝应及时进行修复，做到经常性、不间断的维修，确保伸缩缝装置处于正常工作状态。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范.JTG D60-2004.北京：人民交通出版社，2004.05.
[2] 交通部.公路工程沥青及沥青混合料试验规程.JTJ052-2000.