摘要:本文主要從橋梁伸縮裝置在設(shè)計(jì)、制造、施工和養(yǎng)護(hù)等階段分析其病害原因,并提出病害防治措施。
關(guān)鍵詞:橋梁;伸縮裝置;病害;防治措施
橋梁伸縮裝置主要作用是保證橋面的自由變形并起到加固梁端、填充間隙的作用,是橋梁工程的重要附屬結(jié)構(gòu)。隨著公路橋粱修建規(guī)模的不斷擴(kuò)大,橋梁車輛通行量也不斷增大,車速的提高和軸重的增長(zhǎng),對(duì)橋梁伸縮裝置的要求越來越高。其耐久性、行駛舒適性、防水性、施工方便性、維修簡(jiǎn)便性和經(jīng)濟(jì)的合理性,日益受到業(yè)內(nèi)人士的重視,產(chǎn)品更新很快,但伸縮裝置的病害和損壞也很普遍。因而,對(duì)其病害和損壞原因進(jìn)行分析,對(duì)設(shè)計(jì)施工等提出改進(jìn)的建議很有必要,以減少病害,延長(zhǎng)壽命。
1 伸縮裝置破壞原因分析
橋梁伸縮裝置是橋梁的薄弱部位,它裝置在梁端。相鄰區(qū)域很小的不平整就會(huì)使它承受很大的沖擊力。由于長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中。直接承受車輛的反復(fù)沖擊,受到雨雪、泥沙、油污的直接侵蝕,使用環(huán)境惡劣,所以伸縮裝置是橋梁上最容易受到破壞的部位。造成橋梁伸縮裝置破壞的因素從廣義上可以歸咎為伸縮裝置與其實(shí)際受力狀況不相適應(yīng)。這種不一致既有伸縮裝置設(shè)計(jì)選型、制造方面的原因。又有施工、養(yǎng)護(hù)管理方面的原因。
1.1 設(shè)計(jì)
(1)設(shè)計(jì)時(shí)梁端部未能慎重考慮,在反復(fù)荷載作用下,梁端破損引起伸縮裝置失靈。有些橋梁結(jié)構(gòu),橋面板端部剛度不足,當(dāng)橋面板受到汽車荷載作用時(shí),因翼板較薄,橫向聯(lián)系較弱,導(dǎo)致橋面板反復(fù)變形過大;(2)伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確,沒有考慮到伸縮裝置安裝時(shí)的實(shí)際溫度對(duì)伸縮裝置的影響,伸縮裝置本身無法或很難調(diào)整初始位移量,選型不當(dāng),采用過小的伸縮間距,導(dǎo)致伸縮裝置破損;(3)一些設(shè)計(jì)是將伸縮裝置的錨固件置于橋面鋪裝層中,與主梁(板)連接的部分很少,而且力的分布不容易傳遞,微小的變形可能演變成大的位移,最終導(dǎo)致砼粘結(jié)力的失效;(4)使用粘結(jié)或橡膠材料等制造的新型伸縮裝置,材料和結(jié)構(gòu)選擇不當(dāng),防水、排水設(shè)施不完善,造成錨固件受腐蝕,梁端和支座侵蝕嚴(yán)重;(5)設(shè)計(jì)上未嚴(yán)格規(guī)定伸縮裝置兩側(cè)的后澆砼和鋪裝層材料的選擇、配合比、密實(shí)度和強(qiáng)度,產(chǎn)生不同程度的破壞,致使伸縮裝置營(yíng)運(yùn)質(zhì)量下降。
1.2 材料工藝、制造
伸縮裝置目前所用的材料基本上都是橡膠和鋼材。前者太柔而后者太硬。只有解決好剛?cè)岬膯栴},伸縮裝置才能經(jīng)久耐用。另外就是制造工藝達(dá)不到技術(shù)要求。
1.3 施工
(1)對(duì)橋梁伸縮裝置施工工藝重視不夠,未能嚴(yán)格掌握施工工藝和標(biāo)準(zhǔn),并按安裝程序及有關(guān)操作要求施工,致使伸縮裝置不能正常工作;(2)伸縮裝置兩側(cè)水泥砼和瀝青砼鋪裝層結(jié)合不好,碾壓不密實(shí),容易產(chǎn)生開裂、脫落。加上剛?cè)嵯嘟?,容易產(chǎn)生臺(tái)階,最終引起伸縮裝置的破壞;(3)后澆砼(或其它填充料)澆注不密實(shí),時(shí)常出現(xiàn)蜂窩、空洞等,達(dá)不到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求,難以承受車輛荷載的強(qiáng)烈沖擊。有時(shí)提前開放交通,致使過渡段的錨固混凝土產(chǎn)生早期損傷,從而導(dǎo)致伸縮縫營(yíng)運(yùn)環(huán)境下降;(4)伸縮裝置安裝是橋梁施工最后幾道工序之一,為了趕竣工通車,忽視內(nèi)部質(zhì)量管理,施工人員疏忽大意,伸縮裝置錨固鋼筋焊接的不夠牢固或產(chǎn)生遺漏預(yù)埋鋼筋的現(xiàn)象,梁端伸縮縫間距人為地放大和縮小,定位角鋼位置不正確,給伸縮縫本身造成隱患,質(zhì)量不能保證。
1.4 養(yǎng)護(hù)管理
伸縮裝置在使用期間要經(jīng)常清理縫內(nèi)的雜物。對(duì)鋼組件要定期進(jìn)行防銹處理,如果不進(jìn)行養(yǎng)護(hù)就會(huì)使使用壽命縮短。由于現(xiàn)在重型車輛大幅度增加,超載現(xiàn)象也屢禁不止,導(dǎo)致伸縮裝置所承受的車輛荷載超過設(shè)計(jì)承載力。任何裝置都有一個(gè)承載力的問題。伸縮裝置也一樣。如果車流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)計(jì),車輛又嚴(yán)重超載,就會(huì)造成伸縮裝置的實(shí)際受力比設(shè)計(jì)承載力大的多,其后果就是過早破壞。
2 伸縮裝置設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)管理的優(yōu)化
2.1 科學(xué)合理選用伸縮裝置
合理選定型式是保證橋梁伸縮裝置有較好的使用效果和耐久性極為重要的第一環(huán)節(jié)。首先要根據(jù)道路性質(zhì)、橋梁類型,準(zhǔn)確計(jì)算伸縮量,并預(yù)留必須的富裕量而適當(dāng)選大一型號(hào)。其次要綜合考慮道路、橋梁和伸縮裝置整體的耐久性、平整性、排水性和防水性、施工性、維修性及經(jīng)濟(jì)性等,盡量選用構(gòu)造簡(jiǎn)單。施工、維修容易的伸縮裝置。
2.2 對(duì)伸縮裝置的橋面板端采取加強(qiáng)措施
由伸縮裝置破壞的主要原因可知。其質(zhì)量好壞、壽命長(zhǎng)短關(guān)鍵是錨固系統(tǒng),而錨固的基礎(chǔ)是過渡段砼,即橋面板端部。因而,對(duì)此一定要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)處理。在設(shè)置伸縮裝置的橋面板端部,根據(jù)選型產(chǎn)品的尺寸要求適當(dāng)改變其尺寸和構(gòu)造設(shè)計(jì),確保過渡段后澆砼滿足尺寸要求,以增強(qiáng)過渡段砼的整體性。針對(duì)砼的震動(dòng)破壞,可選擇快凝高強(qiáng)砼或高強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂砼作為填充料。
2.3 嚴(yán)格掌握施工工藝標(biāo)準(zhǔn)和安裝工序進(jìn)行施工
首先,應(yīng)按選定伸縮裝置的技術(shù)要求,結(jié)合橋梁實(shí)際情況制定詳細(xì)的施工方案。其次要精心準(zhǔn)備精心施工。要選擇適當(dāng)?shù)氖┕r(shí)機(jī),安排足夠的工期。施工時(shí)應(yīng)選擇氣溫低時(shí)進(jìn)行,而且采用后裝法(先做橋面后安裝)。安裝前槽口清理尺寸要夠,沖洗要干凈徹底。定位時(shí),要按照實(shí)際溫度對(duì)定位尺寸,預(yù)留縫寬進(jìn)行調(diào)整。焊接要注意順序,焊接長(zhǎng)度要滿足規(guī)范要求。澆筑砼時(shí)要振搗充分,使之密實(shí)。并盡量與橋面齊平,誤差不超過lmm。施工后特別注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和保護(hù)。
2.4 采用改性橋面鋪裝
保證伸縮裝置處的橋面平整度影響橋梁伸縮裝置處的橋面平整度的因素除了伸縮裝置的安裝質(zhì)量,形式的選擇,伸縮體的受壓與受拉狀態(tài)下的變形等情況,另外,還有一種很重要的因素。那就是橋面鋪裝材料的影響。如果橋面鋪裝是砼的f剛性),則其平整度在長(zhǎng)期的使用過程中,基本沒有變化。如果橋面鋪裝是瀝青砼的f柔性1。情況就不同了。長(zhǎng)期在反復(fù)車輪荷載作用下的壓縮推移變形。使伸縮裝置錨固系統(tǒng)的現(xiàn)澆砼與瀝青砼產(chǎn)生一定的高差。造成了該處的跳車。灌人式半剛性橋面鋪裝就是為解決這一問題而出現(xiàn)的一種改性材料。這種鋪裝是以瀝青砼作為基體與改良的水泥漿組合而成。它的使用。比較理想的解決了伸縮裝置的平整度問題。
2.5 加強(qiáng)維護(hù)與保養(yǎng)
(1)在橋梁伸縮裝置前后出現(xiàn)輕微凸凹不平、細(xì)微裂縫、異常響聲時(shí),應(yīng)從橋面板底部觀察伸縮裝置的狀態(tài)、產(chǎn)生的聲音、振動(dòng)情況等各方面進(jìn)行觀察、分析,確定伸縮裝置的運(yùn)營(yíng)狀況、破損的具體部位、損壞程度并根據(jù)具體情況制定修補(bǔ)方案及時(shí)進(jìn)行維修保養(yǎng)。(2)在伸縮裝置附近的橋面,應(yīng)及時(shí)清理泥沙及雜物,特別是在冬季及雨季,以防止泥沙及雜物隨雨雪水進(jìn)入伸縮縫中,污染及阻礙伸縮裝置的正常伸縮及銹蝕伸縮裝置。(3)對(duì)于損壞嚴(yán)重的伸縮裝置必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行大修或進(jìn)行更換。伸縮裝置的大中修一般要影響交通可根據(jù)具體情況進(jìn)行交通管制,或半幅斷交?;虬滋扉_放交通夜間進(jìn)行施工。夜間進(jìn)行施工時(shí),首先要注意安全這是很重要的,白天開放交通時(shí),應(yīng)使用橋面蓋板保障車輛正常運(yùn)行,同時(shí)也保護(hù)橋面和伸縮裝置。不論采取哪一種施工方法橋梁伸縮裝置的大中修,應(yīng)考慮快捷、簡(jiǎn)便的施工方法,采用構(gòu)造簡(jiǎn)單經(jīng)久耐用的伸縮裝置。在施工前必須對(duì)伸縮裝置的材料性質(zhì)、構(gòu)造形式和施工工藝進(jìn)行充分的研究分析綜合考慮。
3 結(jié)語
伸縮裝置是橋梁的一個(gè)重要組成部分,很容易發(fā)生損壞,對(duì)橋梁本身安全和營(yíng)運(yùn)帶來嚴(yán)重的影響。如果設(shè)計(jì)、施工時(shí)及養(yǎng)護(hù)期間對(duì)伸縮裝置予以足夠的重視并加以改進(jìn)和完善,那么伸縮裝置的病害一定會(huì)減少,使用壽命也大大延長(zhǎng),橋梁本身安全和車輛營(yíng)運(yùn)安全一定會(huì)得到更好保證。
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