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公路橋梁伸縮縫損壞形式分析
發(fā)布時間:2014-07-15
   摘要:本研究針對我國高速公路橋梁伸縮縫進行文獻調(diào)查,并就國內(nèi)機關訪查取得相關資料兩部份,分析各類型伸縮縫的損壞形式及其設計和材料方面影響因素,希望能提供橋梁伸縮縫施工及維護參考。
  關鍵詞:公路橋梁;伸縮縫;伸縮縫損壞
  中圖分類號:TU279.7+2 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2013)06-(頁碼)-頁數(shù)
  本研究根據(jù)文獻調(diào)查與機關訪查分析資料,匯整歸納伸縮縫損壞形式及其設計和材料方面影響因素分析。在此將本研究路段橋梁伸縮縫所產(chǎn)生實際破壞形式,依其不同材料結(jié)構(gòu)型式及其設計影響因素分述如下。
  1.橋梁伸縮縫所產(chǎn)生實際破壞形式
  1.1橡膠伸縮裝置
  橡膠伸縮縫破壞形式有[1]:1)兩側(cè)錨碇混凝土嚴重開裂破碎、出現(xiàn)坑洞,進而引起橡膠板脫落。2)固定橡膠板的螺栓銹蝕失去作用或被車輪沖擊剪斷,橡膠板撕裂脫離。3)錨固構(gòu)件松動,橡膠連接部位破裂,橡膠被拉斷脫落。4)橡膠板被拉斷,填充料被拉離。5)橡膠板破裂剝離、預埋鋼鈑外露。6)板式橡膠伸縮縫螺栓蓋套脫落、橡膠老化、損傷破壞。
  1.2鋼制型伸縮裝置
  鋼制型伸縮裝置,包括角鋼、齒型和豎齒型,出現(xiàn)破壞的形式有[2]:1)錨碇混凝土破裂,角鋼伸縮縫角鋼斷裂,錨碇鋼筋斷裂脫落。2)豎齒型伸縮縫錨碇構(gòu)件斷裂齒鋼鈑陷落。3)齒型指鈑伸縮縫錨碇螺栓剪斷,指鈑脫落。4)齒型伸縮縫進橋版錨碇端下陷,造成齒鈑轉(zhuǎn)動翹起。5)齒型伸縮縫鋼鈑及錨碇構(gòu)件斷裂脫落,鋼鈑在焊接處斷裂。6)齒型伸縮縫間積滿砂土石塊使鋸齒間隙卡住,影響伸縮及排水功能。
  1.3模組型伸縮縫
  模組型伸縮縫損壞形式有[3]:1)支承系統(tǒng)滑動墊塊磨損或脫落使鋼梁承受過大反復荷重疲勞而斷裂。2)控制系統(tǒng)鋼梁焊接處開裂致使伸縮縫鋼梁下陷。3)鋼支承箱底部混凝土澆置不實,造成支承箱松動,將因振動過大而使伸縮縫破壞。4)鋼支承箱支承點未座落在混凝土托座上,鋼支承箱懸空,荷載后箱體開裂,滑動墊塊跳脫進而使鋼梁斷裂。5)等距彈簧失效軸承桿頂住鋼鈑而撐開,造成邊梁縫距異常,橡膠脫落。6)模組型伸縮縫?p中填滿砂土,影響伸縮縫正常伸縮功能。7)錨碇混凝土破壞因修復后過早開放通車,以致修補混凝土再度破碎,鋼梁亦隨再次斷裂。8)錨碇混凝土破裂,錨碇桿件隨斷裂進而造成鋼梁斷裂,鋼梁表面以鋼鈑局部焊接覆蓋修補,但混凝土破裂卻持續(xù)延伸擴大。9)錨碇混凝土受撞擊碎裂,伸縮縫邊梁彎曲變形,伸縮縫本體扭曲或軌間高差過大,致局部構(gòu)件承受集中荷重,使中間支撐梁或支撐橫梁因而加速疲勞及剪斷破壞。10)填縫橡膠破裂脫落。11)等距伸縮彈簧老化損壞。12)支承墊塊磨損。
  2.設計方面的影響因素
  伸縮縫損壞基本原因在設計階段即已發(fā)生,如對橋梁面版端勁度考慮不周、伸縮縫裝置本身勁度不夠、錨固件強度不足,過大的伸縮縫間距或伸縮量計算錯誤等都會導致伸縮縫損傷破壞;有關前一節(jié)所提及損壞形式中,有一部份系因在設計方面未符合需求所引起的[4]。其損壞影響因素歸納為:1)伸縮縫在整個橋梁工程所占的份量不多,一般易被設計人員忽視,因而未對伸縮縫進行周詳?shù)目紤]與設計。2)有些設計工程師在伸縮縫設計過程中只注重計算橋梁的伸縮量,而對伸縮裝置的性能沒有全面了解,忽視了產(chǎn)品相應技術(shù)的要求。3)設計上未對伸縮縫兩側(cè)的錨碇混凝土和鋪裝層材料選擇、配合比、密實度和強度提出嚴格要求或規(guī)定;對于梁端部伸縮縫基座基本需求未加以考慮規(guī)范,任由廠商依采用廠牌型式自行設計。4)有些橋梁結(jié)構(gòu),橋面版剛度不足,當橋面版受到汽車荷載作用時,因翼版較薄,橫向聯(lián)系較弱,導致橋面版變形過大。5)施工說明中規(guī)定伸縮縫錨碇如采焊接施工,預留鋼筋須使用可焊鋼筋,但設計圖中常未明白標示,以致現(xiàn)場施工未特別留意而以一般鋼筋配置,影響焊接與錨碇品質(zhì)。
  3.材料方面的影響因素
  伸縮縫損壞形式另一項影響因素為材料自然老化、任意修改零件尺寸、組裝加工間距誤差、制造構(gòu)件長度偏差、構(gòu)件焊接不良或位置偏差等[5]。有關材料方面所引起的損壞影響因素則歸納為:1)伸縮裝置材料如橡膠或填縫劑材質(zhì)老化、斷裂。2)伸縮縫制作時,零組件安裝未盡確實,以致承受反覆載重后零組件松脫。3)伸縮縫成品在運輸過程或儲存不當,導致產(chǎn)生變形或零組件松脫、掉落。4)橡膠伸縮縫材質(zhì)性能,加勁鋼鈑的配置,鋼鈑與橡膠粘接強度以及生產(chǎn)時的溫度和濕度的控制不當。5)新舊混凝土交界面接著劑材料使用不當,降低其黏結(jié)效果。6)錨固構(gòu)件焊接品質(zhì)不良造成電焊處斷裂,或焊接不當使應力無法傳遞。7)有些模組型伸縮縫用的鋼梁采用鋼鈑或型鋼焊接組合而成,整體性較差。另有些廠牌采用壓條和螺栓鎖定密封橡膠帶,扣件容易銹蝕斷裂,造成橡膠帶脫落。
  4.結(jié)論
  根據(jù)上述分析,各種型式伸縮縫損壞率以齒型為最低,加上齒型伸縮縫主要以鋼鈑焊接制造,不論鋼材焊接技術(shù),國內(nèi)都已達到相當水準,品質(zhì)穩(wěn)定,采購、安裝、養(yǎng)護維修均較容易,長久以來一般人接受度較高。因此,爾后橋梁伸縮縫設計選用,建議以齒型為優(yōu)先考慮。設計單位應該對于端隔梁間距應考慮伸縮縫檢查及維修作業(yè)空間,并于設計圖中即予妥適規(guī)劃、設計。
  參考文獻
  [1]楊興潮. 更換橋梁伸縮縫施工技術(shù)[J]. 交通世界(建養(yǎng).機械). 2009(06)
  [2]喬龍. 淺談橋面伸縮縫裝置的維修養(yǎng)護[J]. 山西交通科技. 2005(02)
  作者簡介:
  [1]張賢偉,出生:1984年10月;籍貫:四川省瀘州市;性別:男;學歷:大學本科;職稱:助理工程師;研究方向:公路、橋梁、隧道
  [2]佛正濤,出生:1984年6月;籍貫(到市):陜西省渭南市;性別:男;學歷:大學本科;
  職稱:助理工程師;研究方向:公路、橋梁、隧道。

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