浅析高等级公路桥梁伸缩缝影响原因及对策

张明芬

摘 要：本文介绍了高等级公路桥梁常用伸缩缝的种类和结构特点，剖析了伸缩缝的破坏形式和原因，就其设计、安装进行了阐述，对伸缩缝的选型和应用提出了一些建议和意见。

关键词：高等级公路桥梁；伸缩缝；技术

桥梁伸缩缝是为满足各种类型的桥梁，由于温度变形、荷载作用以及混凝土的干缩蠕变引起梁的伸长和缩短而设置的变形缝。伸缩缝在桥梁结构中属于小构件，非主体工程，但由于设计、选用不当，施工质量差或缺乏合理的养护，常常在伸缩缝上过早地出现问题，影响正常行车，对结构受力带来不良的后果，以及需要经常性的养护，直接影响到桥梁的服务质量。尽管桥梁伸缩缝只占桥梁总造价的很少一部分，但其损坏后造成的损失是很大的。随着交通量的不断增加，车速和轴重的加大，对伸缩缝性能和指标的要求越来越高，因此如何合理选用伸缩缝已成为广大路桥建设技术人员所关注的问题。

一、高等级公路桥梁伸缩缝种类和结构特点

1.“對接式伸缩”，对接式伸缩缝可分为填塞对接型和嵌固对接型两种，填塞型以沥青、木板、麻絮等材料填塞缝隙的结构，嵌固对接型是采用不同形状的钢构将不同形状的橡胶条（带）嵌固，以橡胶条（带）的拉压变形吸收梁变位的结构。对接式伸缩缝适用于小型桥梁，使用寿命较短。

2.“钢制支承式伸缩缝”，钢制支承式伸缩缝是用钢材装配制成的能直接承受车轴荷载的一种构造，以前这种伸缩缝多用于钢桥和混凝土梁桥，是采用面层钢板或梳齿钢板的构造。钢制支承式伸缩缝适用于中小型桥梁，有一定的使用寿命，行车舒适度差。

3.“组合剪切式（板式）橡胶伸缩缝”，该缝是利用橡胶材料剪切模量低的原理设计制造而成的，即剪切型橡胶伸缩体，设有上下凹槽。橡胶体内埋设承重钢板和锚固钢板，并设有预留螺栓孔，通过螺栓与梁端连成整体。它是依靠上下凹槽之间的橡胶体剪切变形来满足梁体结构的相对位移，橡胶伸缩体内预埋钢板，跨越梁端间隙，承受车辆荷载，另外在橡胶伸缩体内两侧预埋两块锚固钢板，通过螺栓与梁端连接的受力原理形成的结构构造。组合剪切式（板式）橡胶伸缩缝适用于中小型桥梁，使用寿命短，行车舒适度差。

4.“模数支承式伸缩缝”，采用异型钢材或钢组焊件与橡胶密封带组合的支承式构造，其构造特点是均由v形截面或其他截面形式的橡胶密封带嵌接于异型边梁钢和中梁钢内组成可伸缩的密封体，异型钢梁直接承受车辆荷载，且可根据要求的伸缩量随意增加中梁钢和橡胶密封带。模数支承式伸缩缝适用于大中小型桥梁，使用寿命较长。

二、桥梁伸缩缝破坏形式及原因分析

桥梁伸缩缝破坏形式主要有：

嵌填型（U形镀锌铁皮型等），破坏形式：夏季桥梁伸长、缝隙中填料挤出、上鼓，引起跳车；冬季拉开、断开造成漏水等。原因分析：主要是结构上不合理，由于镀锌铁皮或铝片较薄，不能过多地承受主梁传来的水平荷载，容易出现断裂，软性填充材料多为沥青砂、聚乙烯胶泥，易于老化脱落，造成漏水腐蚀伸缩缝，并使之失去伸缩作用。

嵌固对接型（橡胶条型），破坏形式：热天鼓起，冬天脱落，锚固件破坏和两侧混凝土路面破碎等。原因分析：在使用过程中胶条一直处于压缩状态，但安装时很难夹压达到设计的理想状态，不是过紧就是过松，过紧容易造成鼓起，过松易脱落。这种缝构造较小，以往常常是在混凝土铺装层放置，主要锚固件与梁体的预锚件连接薄弱，加上混凝土较薄，后浇混凝土面层多缺乏振捣，密实度和强度都有一定的问题，造成两侧混凝土容易破坏，所以此类缝破坏的主要原因可归结为施工原因。

钢制支承式，破坏形式：钢制型伸缩缝，包括钢梳齿板型和钢平板叠合型，出现破坏的主要形式为焊IZl开焊，由于工艺上的问题个别焊缝不易焊牢，出现整体钢板脱落，锚固件薄弱造成松动。由于伸缩量较大，易于漏水造成腐蚀，缝隙内杂物不易清除而失去伸缩功能等。原因分析：破坏原因有设计问题、加工工艺问题、施工质量问题和管理养护问题等，这类伸缩缝在加工和使用过程中容易产生变形，难以保证齿板和垫板粘合，一旦产生了间隙，对连接部位受力很不利，而引起噪声跳车，加之日夜运营，齿板在反复荷载作用下，引起过早疲劳，紧固螺栓松动，梳齿板转动翘起外露，杂物容易将梳齿间隙卡住，影响伸缩。

模数支承式，破坏形式：模数式系列伸缩缝的主要问题是中梁构件开焊，出现晃动、噪声，伸缩均匀性差、甚至失灵，更换密封橡胶带迅速老化、脱落或跳开，严重漏水，缝两侧混凝土出现裂缝坑槽，锚固系统不理想，出现局部或整体性破坏等。原因分析：此类伸缩缝用的边梁、中梁多采用钢板或型钢焊连成异型的组合结构，整体性差，电焊工作量大，焊接质量较难保证，出现开焊似乎不可避免。而且采用压条和螺钉扣紧密封橡胶带的做法，扣件容易锈蚀断裂，造成橡胶带脱落或跳起飞出。

无缝式（暗缝式），破坏形式：该类型伸缩缝破坏的形式主要表现为凹陷。由于凹陷，加大了车辆的冲击作用，使其两侧的水泥混凝土及沥青混凝土铺装层相继遭到破坏。原因分析：一是与施工操作工艺有关，密实度难以达到要求；二是与产品性能有关，尤其是在夏天，容易被车轮拥起带走及产生横向挤压、推移，材料老化等。

三、伸缩缝类型的选择

桥梁伸缩缝的选择必须以所安装伸缩缝的桥梁类型、需要的伸缩量为依据，综合考虑桥梁和伸缩缝整体的耐久性、平整性、排水性和防水性、经济性，并考虑施工与维修等选择适当形式的伸缩装置，合理选择伸缩缝的类型，是保证伸缩缝尽可能与桥梁结构具有相近寿命的一个基本条件。影响梁体伸缩量大小的主要因素有两种：气温变化引起的伸缩量以及混凝土的徐变、干燥收缩引起的伸缩量。一般来说，在选择伸缩缝类型时应考虑允许伸缩量为20～40mm的伸缩缝。

合理选定恰当伸缩量的缝隙，适应桥梁由于温度变化引起的伸缩。缝隙过大或过小均容易遭损坏，同时还必须考虑安装时温度在施工现场调整间隙；接缝所用材料，尽可能使用伸缩缝与桥梁结合成等强的整体，伸缩缝两边的连接一般采用高标号混凝土作接缝过渡段，以后逐步将伸缩缝连接段改用环氧树脂混凝土或钢纤维混凝土等较为理想的材料；改进伸缩缝的排水和防水性能，对于桥面的雨水，一般应在伸缩缝附近设集中排水口。对防水和填料的性质、结合方法和防脱落等应进行研究；强设置伸缩缝的桥面板端。因安设伸缩缝的桥面板端部是处于最薄弱部位，往往由于锚固不充分而破坏，尤其对悬臂板薄翼缘板的结构，在伸缩缝高度比桥面的厚度大而侵占桥面板以外时，除了对断面尺寸作必要的调整以满足锚固需要外，同时还应适当增加受力钢筋的用量；加强厂家的产品质量管理制度和质量检测。厂家必须加强质量控制点工作，实行自检互检，保证产品出厂合格率为100%，并加强与买家的联系，建立质量反馈档案，便于提供维修的可靠方案并为改进伸缩缝掌握第一手资料。

四、结语

伸缩缝在桥梁结构中属于小构件，但其损坏后造成的损失是很大的，除影响正常行车外，对结构受力也带来不良的后果，直接影响到桥梁的服务质量。对于经济欠发达地区，桥梁的养护费用有限，对损坏的桥梁伸缩缝作一次性更换是不实际的，因此需要选择适当的桥梁伸缩缝，并加强日常养护工作。

参考文献

〔1〕姚玲森.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，1983.

〔2〕公路桥梁施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，1989.