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如何維護和延長公路橋梁伸縮縫的使用壽命

1.膨脹裝置損壞原因分析

雖然在設計計算中充分考慮了影響伸縮量的諸多因素,但橋梁伸縮縫主要位於梁端等薄弱結構部位,不僅直接承受車輪荷載的反復沖擊,而且長期暴露在大自然中,使用環境較為惡劣,容易導致伸縮縫損壞和橋面、梁板損壞。而且,這個位置往往是橋梁結構中最難修復的部分。壹般來說,橋梁接縫在橋面上是壹條不連續的線,其剛度遠低於兩側的混凝土梁。在行駛過程中,會受到劇烈的沖擊,這種沖擊與車輛質量和行駛速度的乘積成正比。因此,重型車輛在高速行駛時,對橋面接縫的損傷尤為嚴重。沖擊伴隨著振動。由於施工等原因,橋面接縫往往不平整。在車輛荷載的反復作用下,車輛沖擊力和梁板振動非常嚴重,加速了節點的進壹步破壞。梁板端部在車輛荷載作用下產生豎向位移,因此橋面接縫裝置需要承受反復的豎向剪力;此外,在活載作用下,梁端也會由於梁體的彎曲而產生角位移,使節點承受反復的彎曲作用,往往會導致節點因經不起疲勞的考驗而失效。此外,橋面滲水也是橋梁接縫和構件損壞的壹大原因,特別是在北方地區,由於使用除雪機,橋面水具有壹定的腐蝕性,橋面水主要通過接縫滲透,從而造成鋼導梁、連續橋面鋼筋、伸縮縫梁端、支座和墩帽的腐蝕和損壞。由於橋面接縫的損壞,不僅在橋上行駛遇到接縫會跳車,而且行駛的舒適性也會大打折扣。同時還會導致伸縮縫、支座、橫梁的損壞,結構耐久性降低。所以後期不得不投入大量的人力財力進行養護維修,這也會給道路上的正常交通帶來很大的幹擾和危害。

2.改進和預防措施

(1)完善和發展各類高效膨脹節和軸承產品。目前公路橋梁上的伸縮縫壹般取消或改進以前的橡膠板伸縮縫(有些公路上的橋梁還在使用),代之以性能更好的毛狀縫和組合式W或V型伸縮縫、梳狀伸縮縫。近年來廣泛使用的TST伸縮縫設計也很合理,但在北方寒冷地區使用性能不穩定。此外,改進後的板式膨脹節在部分省市進行了試驗,效果也比較理想。紙質測試。

(2)盡可能減少橋面接縫數量,增加橋面連續長度,采用柔性墩增加墩頂橋面連續性,盡量減少伸縮縫數量,使所有中間支點完全連續,梁端與橋臺之間只設伸縮縫。由於溫度水平力的影響,遠離位移零點的橋墩比靠近位移零點的橋墩位移更大,往往導致橋墩底部開裂。因此,遠離橋梁中心線的墩頂橡膠支座可以改為滑板支座。連續橋面的優點是橋面伸縮縫數量減少,造價經濟,伸縮縫維護費用少,行車橋面平順。

(3)采用高強、耐腐蝕的混凝土橋梁上部結構,包括橋面鋪裝采用高標號混凝土或鋼纖維混凝土,以提高其抗沖擊性能和抗裂性。對於容易發生鹽水腐蝕的橋梁結構,在混凝土中加入壹定量的活性添加劑,改善和提高其抗腐蝕能力,從而提高結構的耐久性。

3.嚴格控制建築安裝過程。

(1)切縫前,必須檢測瀝青路面的平整度。根據實際平整度,考慮是否適當擴大切割面寬度(要求壹側最多加寬30cm)。如果增加切割寬度後,路面的平整度仍不能滿足伸縮縫的安裝要求,則要求在此處對路面進行返工。合格後,按施工圖紙要求確定槽寬,準確放線,用切割機在線上切縫,鋸除縫外的瀝青混凝土路面,貼膠帶。鋸縫應整齊順直,並註意切透瀝青混凝土路面,以免開槽時使縫外瀝青混凝土松動。

(2)用風鎬開槽時,深度不應小於12cm。開槽後,應對槽內混凝土進行鑿毛,並清除所有雜物,以保證新老混凝土的有效結合。如發現梁與梁之間的間隙不符合要求(大於或小於規定範圍),應采取措施進行處理,並對槽內的預埋鋼筋和錨固鋼筋進行調直,對預埋鋼筋進行除銹。同時,對於預埋鋼筋不足的原梁板或橋臺,應及時補上足夠數量的膨脹螺栓,以保證鋼筋的安裝質量。開槽後,禁止車輛通行,禁止施工人員和其他人員踩踏溝槽兩側邊緣,影響混凝土施工質量。

(3)伸縮裝置安裝前,當安裝時的氣溫與出廠時相差較大時,必須調整裝配定位的間隙值。伸縮定位寬度允許誤差為2mm,誤差要求為統壹符號。禁止壹條縫在不同位置同時存在正負誤差。

(4)安裝時,伸縮裝置沿橋中心線應與橋中心線重合,並對稱放置在伸縮間隙上,使其頂面高度與橋面鋪裝標高(縱坡和橫坡)重合,然後找平。伸縮裝置上的錨筋定位正確後,應與梁、板、橋臺上的預埋鋼筋焊接牢固。焊接時註意焊接位置和方法,防止伸縮裝置的側梁和中梁變形。鋼材定位後,采用分段點焊的方法對鋼材進行加固,避免鋼材過熱變形。建議先焊接頂面,再焊接側面,最後焊接下表面。紙質測試。

(5)混凝土澆築前,定位錨固鋼筋和橋面表層鋼筋必須安裝合格,並用水對罐內垃圾進行第二次沖洗幹凈。紙質測試。為了防止澆註時縫隙堵塞,膨脹縫隙要用泡沫塑料填充。安裝必要的模板,在預留槽內對稱澆築混凝土,防止混凝土滲入位移箱內,不允許在密封橡膠帶縫內和表面飛濺。如果出現這種情況,應立即清洗。澆築混凝土時,坍落度應控制在30mm以內,並要振搗密實,做到平整無蜂窩,特別是壹些死角,更要註意混凝土的振搗密實度。之後用刮杠將混凝土表面刮平,平整度壹般控制在路面標高以下2mm(不大於2mm),即-2 ~ 0mm之間。

4.加強伸縮縫的維護

正常的維修保養是保證伸縮裝置正常運行,減少損壞,延長使用壽命,防止橋梁伸縮縫跳車的必不可少的重要環節。因此,維護時應做好以下工作:

(1)施工期間養生。混凝土初凝前,應用刷子刷毛。混凝土初凝後,應及時用麻袋或土工布覆蓋澆水養護,時間應在7d以上。同時,養護期間應指派專人實施交通管制。當強度達到70%時,應使用專用工具安裝橡膠密封帶。

(2)定期清理密封橡膠帶內堆積的淤泥、碎石等道路垃圾,防止膨脹裝置堵塞,定期檢查密封橡膠帶是否損壞。如有損壞,及時聯系廠家更換。

(3)經常檢查梁端與橋面鋪裝連接處及凹槽區域的混凝土有無破損或開裂,壹旦發現應及時修補,以免影響伸縮裝置與梁板間的錨固強度。

(4)伸縮縫附近的凹凸不平和平整度損壞應及時修補。

總之,嚴格控制橋梁伸縮縫的施工安裝過程,加強伸縮縫的維護,以預防為主,采取有效的預防措施,保證橋梁伸縮縫的質量,可以延長伸縮縫的使用壽命,大大提高橋梁的使用質量。

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