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摘要：为缓解桥梁挠度变形产生的嵌挤对结构性能的损伤，伸缩缝应运而生，对其的日常养护管理也显得尤为重要。本文围绕桥梁伸缩缝产生的典型病害问题进行成因分析，重点探究了因设计不当、施工缺陷及服役过程中温度及交通荷载等因素对伸缩缝的劣化影响。以伸缩缝的日常养护管理提出建议要求，并对伸缩缝的更换关键技术进行解析，有利于促进伸缩缝及桥梁的长期健康服役。
关键词：公路桥梁；伸缩缝；养护管理；更换技术
ABSRTACT：In order to alleviate the damage caused by bridge deflection deformation，expansion joints emerge at the historic moment，and it is very important to its daily maintenance and management.In this paper，the causes of the typical problems of bridge expansion joints are analyzed，and the influence of improper design，construction defects，temperature and traffic load on the deterioration of expansion joints is discussed.Based on the daily Maintenance and management of expansion joints，this paper puts forward some suggestions and analyzes the key technology of the replacement of expansion joints，which is beneficial to the long-term healthy service of expansion joints and bridges.
Key Words：Highway Bridge；Expansion Joint；maintenance management；replacement technology
0 引言
随着国内交通网络的不断完善升级，高速公路肩负着交通运输的关键载体作用。交通流的不断增长和重载交通的出现，对道路的正常服役和养护构成一定负担。高速公路桥梁的伸缩缝作为连接公路和桥梁的关键构件，易受到车辆冲击的影响[1]。与此同时，服役期间面临的复杂多变季节气候，也是加剧其损伤的重要因素。伸缩缝服役水平的削减会降低桥梁的使用自由度，在一定程度上会缩减桥梁的使用寿命[2]。为充分维持和发挥桥梁伸缩缝的功能特性，对其进行日常养护及加固就显得尤为重要。
1 公路桥梁伸缩缝典型病害
1.1混凝土破损
混凝土的开裂破损是高速公路桥梁伸缩缝常见的病害之一，造成混凝土开裂的原因有很多，与设计、施工、运营阶段均有关联[3]。在设计阶段，混凝土伸缩缝的预留空间大小、深度等都会影响后期的施工质量，伸缩缝两侧混凝土铺装界面是否形成有效搭接。施工过程中，混凝土的浇筑是否密实、振捣养护是否达标均对混凝土产生质量影响。当然，一些特殊重载交通的冲击对其的损伤是最为关键的。若混凝土产生开裂破损后不及时养护，将加剧混凝土的老化，直接造成混凝土的松散、粉碎。
1.2 止水带损坏
止损带的损伤是桥梁伸缩缝的关键病害，止水带的破损侵蚀，将导致雨水延桥梁内壁直接流入桥下，长期的雨水浸润下，会诱发伸缩缝及附属设备的锈蚀，在加速伸缩缝劣化的同时还会降低桥梁混凝土结构的承载安全，严重时会造成钢筋的锈蚀、碳化。
1.3 外啃边
伸缩缝处于公路桥梁与道路的锚固边缘区，施工不当时会产生一定台阶状。车辆往复荷载下会对搭接的伸缩缝边缘产生应力集中。裂缝的开展延伸会造成伸缩缝外啃边病害，长期的雨水冲刷和交通荷载会直接影响到桥台、背墙等损伤。
1.4 钢梁断裂
在长期的桥梁服役过程中，会存在小概率超重车辆对其产生较大负载压力，若伴随紧急的启动或刹车，会直接对桥面尤其时伸缩缝产生冲击影响。伸缩缝是简单的填充缝，其刚度较小，长期作用下会导致钢梁的断裂，会直接降低桥梁服役寿命。
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图1 混凝土破损 图2 止损带损坏
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图3 外啃边 图4 钢梁断裂
2 桥梁伸缩缝病害成因
2.1 外界环境温度影响
桥梁结构是长期暴露在环境中的构筑物，受天气温度、雨水变化等影响，桥梁结构会存在一定的温度场热胀冷缩变化。温度的升高会导致桥梁的结构和伸缩缝在一定空间范围内扩大，而温度的下降会导致伸缩缝存在一定收缩变形[4]。而伴随着温度场的长期劣化影响，伸缩缝在扩展和收缩过程中会产生变形扭曲，造成钢梁的强度减弱，混凝土的挤压变形甚至是开裂破坏。
2.2 交通荷载导致的疲劳破坏
桥面车辆的长期连续运营会导致桥梁结构长期处于服役工作中，进而造成桥梁结构的疲劳工作。对于连续大交通流或重载交通，会导致桥面的挠度变形达到极限，桥面的伸缩缝装置也会存在相应的转角变形和位移变化。这些钢结构组成的伸缩缝材料会在桥面的连续共振作用下产生疲劳，会导致伸缩缝钢架的变形、开裂甚至是断裂。
2.3 预留缝宽度设计不当
桥梁的施工是按照特定设计说明进行分步装配和现浇，对于伸缩缝的处置会提前根据设计说明进行预留。若设计预留宽度较小，会导致伸缩缝安装型号和实际预留缝距离不匹配，造成服役水平不高易产生劣化损伤影响，此外，部分桥梁采用暗埋式的伸缩缝，也属于设计不当的范畴，会导致桥面铺装和钢梁的开裂。
2.4 施工质量缺陷
伸缩缝的安装优劣对于维系桥梁的长期服役是十分关键的，施工工艺和施工质量都显得格外重要。在施工工程中，要固定好地位角钢的位置，避免因构架变形降低伸缩缝安装质量。在预埋钢筋支撑时要考虑布筋的合理性，锚固的构件要牢靠，浇筑的混凝土要强度达标。避免因施工和养护阶段的工作缺失降低伸缩缝及桥梁服役质量。
3 伸缩缝的养护加固与更换
3.1 加强伸缩缝的日常养护
在高速公路的日常巡检过程中，要针对伸缩缝的工作性能进行专项检测，养护管理人员要注意检查伸缩缝是否存在杂物填充、挤压断裂、破损失效等问题；伸缩缝锚固段的牢固性及构件的完整性；伸缩缝的连接构件是否存在松动和破坏；伸缩缝填充的密封胶是否老化脱落；钢构件是否存在锈蚀变形；对于伸缩缝周边存在的裂缝开展、外啃边等问题要做好长期的跟踪检查。对于上述存在的日常养护问题，要做到及时养护处理，避免因小问题导致桥面结构的性能劣化损伤。
3.2 桥梁伸缩缝更换技术
对于已经存在较大病害损伤的伸缩缝，简单的养护加固不能有效维系其服役时，需对其进行更换。伸缩缝的更换主要涵盖拆除旧伸缩缝、安装锚固、浇筑混凝土、养护四个步骤。
3.2.1 旧伸缩缝的拆除
旧伸缩缝的拆除需根据桥面铺装层的材料进行分类选择，对于水泥混凝土桥面，可直接采用切割伸缩缝两侧混凝土的方式进行拆除，对于含有沥青铺装层的桥梁，在空压机风镐破损混凝土时要尽量确保接茬沥青混凝土的完整性，可采用孔内套粗钢纤和钢片的方式进行破碎，在旧伸缩缝拆除的过程中要根据设计说明确定破碎的深度，避免对桥面梁体的钢筋、混凝土产生破坏影响。
3.2.2 锚固安装
在新的伸缩缝安装前，要对原预留槽进行清洁，确保槽池的底面和周边洁净，没有松散和破碎的石块、粉尘。对于预埋的钢筋要进行检查，缺失的要进行重新植筋补充。为确保伸缩缝能够较好地进行锚固安装，可以在位移箱的四角及侧面中间安装支撑钢筋，保障其在混凝土现浇施工中的稳定。植筋的钻孔需达到15cm以上，对于长度不够的钢筋可采用点焊的方式进行延长。待伸缩缝成功安装后，要调整其高程和横纵坡角度，确保与两侧铺装层齐平，横纵坡角度适应桥面的线性规划设计要求。待固定位置调整会，对伸缩缝关键节点进行焊接使其锚固在桥面结构上，对于多余部分的固定钢筋及锁片可割除。
3.2.3 混凝土填筑
伸缩缝的锚固安装后，应在两个工作日内进行伸缩缝两侧混凝土的浇筑，避免长期松弛状态下伸缩缝的变形。填筑采用的混凝土可采用强度为C50 的高强混凝土，必要时可掺加钢纤维来提升强度。浇筑前要再次冲洗槽内杂物，使用塑胶材料对梁端口进行封堵，避免混凝土流浆渗入伸缩缝内。混凝土在浇筑过程中要边振捣边铺筑，确保伸缩缝与两侧混凝土在高度上统一，平整度及强度要达到设计要求。
3.2.4 养护
混凝土浇筑完成后，其初始强度不高，应对其进行养护处理，可采用旧毛毡对其进行覆盖，对于不中断交通的桥面，可采用钢板进行覆盖。养护过程中要对混凝土进行一天5次左右的洒水处理，加快混凝土中水泥的水化反应，促进其强度的提升保障。当强度等级达到设计等级的一半以上时，要将先前封堵的塑胶材料进行拆除，对于钢凹槽内部进行润滑油和防锈油的涂抹，最终将固定配套的橡胶条嵌入伸缩缝的凹槽中。
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图5 混凝土破碎 图6 伸缩缝拆除
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图7 锚固焊接 图8 混凝土面层处理
4 结语
桥梁的伸缩缝是桥梁上部结构重要的构件，长期的交通荷载和复杂多变服役环境会对伸缩缝产生系列病害影响。日常的桥梁检查要着重考察伸缩缝杂物清理、混凝土缺失、钢筋锈蚀、钢梁断裂等病害问题，避免因日常养护管理的缺失导致桥面结构的重大影响。此外，在日常养护管理的基础上，要注重伸缩缝更换技术的提升，采用新的工艺及材料有利于维系桥梁的长期健康稳定发展。
参考文献：
[1]郞立新.浅析公路桥梁伸缩缝装置及施工质量控制[J].科学技术创新，2011（19）：219-219.
[2]易干明，陈鸿亮，唐恩宽.基于欧洲规范的桥梁伸缩缝设计与安全分析[J].中外建筑，2018（07）：244-247.
[3]艾长发，安少科，任东亚，邱延峻.新型填充式桥梁伸缩缝改性沥青混合料路用性能试验[J].公路，2018，63（05）：246-251.
[4]黎滨.桥梁工程伸缩缝施工技术浅析[J].西部交通科技，2018（03）：90-92.
作者简介：
王超（1985—），男，湖北京山人，工程师，研究方向为路桥设计研究。