秦祖品 鄭妍 薛鳳蕊 葛林才 王燕
(山東高速股份有限公司菏澤運管中心,山東 菏澤 274000)
橋梁伸縮縫在服役期間,不但受到各種惡劣自然環(huán)境的影響,也直接承受著車輛反復(fù)沖擊,是易損壞、難修補的部位。伸縮縫的損壞將直接影響行車舒適性和橋梁運行安全,給高速保暢帶來巨大壓力。
模數(shù)式伸縮縫主要病害類型有:伸縮縫止水帶堵塞、老化開裂;橋跨端部之間或橋跨端部與橋臺之間建筑垃圾堆積,導(dǎo)致伸縮縫失去伸縮功能;橋梁伸縮縫與路基或橋面有錯臺,引起橋頭跳車,降低伸縮縫使用壽命;錨固混凝土開裂、破損;伸縮縫型鋼松動、斷裂。
伸縮縫設(shè)計及施工缺陷有:施工所采用的的原材料不符合技術(shù)規(guī)范要求;預(yù)埋筋的預(yù)埋質(zhì)量不符合設(shè)計圖紙要求;混凝土養(yǎng)生不到位,開放交通過早;伸縮縫鋼錨板與原預(yù)埋筋焊接錨固質(zhì)量較差,在重車荷載作用下脫焊、松動;原設(shè)計伸縮量計算不準確或者伸縮縫形式選擇有誤。
正常的運營期養(yǎng)護維修是保證橋梁伸縮縫正常使用的必要條件。由于養(yǎng)護管理不善,導(dǎo)致伸縮縫堵塞,錨固混凝土開裂等微小病害未及時處置,都會引發(fā)甚至加劇伸縮縫裝置的破損。
橋梁運營過程中,交通流量和重載車流量增大,對橋梁伸縮縫造成巨大沖擊,導(dǎo)致伸縮縫部件損壞,降低其使用壽命。
在冬季雨雪天氣等惡劣天氣下,為保障道路安全暢通,需撒布融雪劑。融雪劑在雪融化后滲入混凝土孔隙中,隨著溫度降低會引發(fā)混凝土凍脹。同時,氯離子進入鋼筋混凝土內(nèi)部,會引發(fā)鋼筋銹蝕,加速混凝土破壞。
某高速公路大橋上部結(jié)構(gòu)形式為5×(5×25)+5×20+2×(3×25)m的預(yù)應(yīng)力混凝土組合小箱梁,橫向布設(shè)4片梁,采用板式橡膠支座;下部結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土實心雙柱式橋墩、鋼筋混凝土肋板式橋臺、鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ);單幅橋采用9道D80型伸縮縫。
在運營過程中發(fā)現(xiàn)該橋伸縮縫存在縫寬過窄、錨固混凝土破損、型鋼斷裂等病害,將錨固混凝土鑿除后發(fā)現(xiàn)存在預(yù)埋筋預(yù)埋效果不佳及梁端混凝土松散開裂等情況。為消除安全隱患,本文就上述問題制定了合理的維修方案,結(jié)合專項工程改造了伸縮縫。
根據(jù)設(shè)計文件要求確定開槽尺寸。原錨固混凝土鑿除時,應(yīng)先用破碎錘鑿除,等露出原預(yù)埋鋼筋頂部時,改用功率相對較小的風(fēng)鎬利用“微創(chuàng)方式”人工清除,減少對原槽底混凝土的擾動和破壞。待徹底清理槽底和橋梁端頭之間破碎的混凝土后,用強力吹風(fēng)機或高壓水槍清除表面浮塵雜物,并對原預(yù)埋筋作除銹處理。
圖1 油錘破除預(yù)留槽
圖2 風(fēng)鎬清理預(yù)留槽
由于建設(shè)期施工質(zhì)量問題,加上鑿除原錨固混凝土?xí)r對預(yù)埋筋的破壞,對于需要補強預(yù)埋筋的情況,梁端側(cè)已不具備常規(guī)植筋補強的條件,如圖3所示。
圖3 原預(yù)埋筋情況
為保證鋼筋骨架的整體性,充分利用原結(jié)構(gòu)鋼筋,對梁端側(cè)預(yù)埋筋施行補筋處理。具體方法是:
1.順著梁端側(cè)原預(yù)埋筋搭一條橫橋向通長鋼筋,如圖4所示。
圖4 搭接外側(cè)通長筋
2.充分利用主梁梁端的鋼筋,用L形搭接鋼筋將該橫橋向通長筋與原主梁梁端的鋼筋、原尚存在錨固效果的梁端側(cè)預(yù)埋筋搭接起來,形成梁端側(cè)整體通長鋼筋,以彌補梁端側(cè)不能植筋的不足。
3.在該橫橋向通長筋上和遠梁端側(cè)分別植入倒L形筋,搭接成U形筋,形成鋼筋骨架,達到類似于原設(shè)計U形預(yù)埋筋的效果。此步驟是保證伸縮縫施工質(zhì)量的關(guān)鍵,如圖6所示。
圖5 加工雙L形搭接鋼筋
圖6 形成雙L筋
考慮極端溫度變化及橋跨長度等情況,根據(jù)伸縮縫抗沖擊、降噪減噪性能、使用壽命、克服建設(shè)期遺留質(zhì)量缺陷等要求,經(jīng)過多方討論,決定選用S形伸縮縫。并結(jié)合規(guī)范和現(xiàn)場溫度要求,合理調(diào)整伸縮縫預(yù)留安裝寬度。
修補鑿除時破損的梁端混凝土,保證原結(jié)構(gòu)整體性。
注重鋼筋骨架本身及鋼筋骨架與伸縮縫鋼構(gòu)件的焊接,保證焊接質(zhì)量。
對于高速公路橋梁,結(jié)構(gòu)物的快速維修主要采用帶鋼纖維的速凝混凝土。相較于普通混凝土,高強灌漿料具有自流性、無收縮性、微膨脹、施工時無須振搗、早期強度高等優(yōu)點,特別適用于方量較小且通行壓力較大的結(jié)構(gòu)物養(yǎng)護維修加固。待速凝混凝土澆筑完成后灑水覆蓋養(yǎng)護,加強觀察,達到規(guī)定強度后方可通車。
上述維修方案補足了建設(shè)期缺陷,極大提升了伸縮縫養(yǎng)護質(zhì)量,延長了伸縮縫使用壽命,縮短了伸縮縫維修期間高速公路封閉或交通管制的時間,提高了社會各方的經(jīng)濟效益,確保了駕乘人員的人身安全,取得了良好的經(jīng)濟效果和實用效果。
伸縮縫作為橋梁的附屬設(shè)施,對橋梁結(jié)構(gòu)和行車安全具有重大影響,要高度重視橋梁伸縮縫的日常巡查及養(yǎng)護維修,確保其正常工作,保障道路的安全暢通。對于運營期橋梁,要綜合建設(shè)期預(yù)埋筋及梁端混凝土情況制定切實可行的維修方案,確保維修效果。