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公路橋梁伸縮裝置的維修與更換


公路橋梁伸縮裝置的維修與更換

橋梁伸縮裝置是橋梁結構中非常重要的構件之一,它不僅要滿足橋梁因溫度變化等因素引起的伸縮變位,而且要滿足橋梁的路用性能。橋梁伸縮裝置出現損壞,就會影響橋梁結構防水、汽車行駛的舒適性,進而影響橋梁的正常使用及行車安全,必須進行維修和更換。
  1 橋梁伸縮裝置破壞形成及原因分析
  1.1 破壞形式目前高速公路使用的橋梁伸縮裝置主要有兩大類:第一種,模數式伸縮裝置即伸縮體由中梁鋼和80 mm的單元橡膠密封帶組合而成的伸縮裝置;第二種,梳齒板式伸縮裝置即伸縮體由鋼制梳齒板組合而成的伸縮裝置。模數式伸縮裝置破壞形式主要表現為:伸縮裝置兩側后澆混凝土出現裂縫、坑槽、異型鋼材中梁鋼扭曲、冬季拉脫斷裂;伸縮裝置在夏季高溫時頂死,沒有伸縮余地。梳齒板式伸縮裝置破壞形式表現為:伸縮裝置錨固系統出現松動,梳齒板錯位,甚至脫落,伸縮裝置后澆混凝土出現局部或整體破壞等。
  1.2 橋梁伸縮裝置破壞的原因分析橋梁伸縮裝置要適應橋梁由溫度變化引起的伸縮,適應橋梁由撓度變化引起的變位,具有良好的整體性、高剛度和耐久性以及防水排水功能。設計施工和養護管理的任何一個環節存在缺陷或不足,都可能造成伸縮裝置的破壞。橋梁伸縮裝置破壞的主要原因有以下幾個方面:
  a)隨著經濟的發展,交通量的增大,超限超載車輛的增多不同程度地影響了橋梁伸縮裝置的使用,加快了伸縮裝置的破損。
  b)橋梁伸縮裝置本身的缺陷造成伸縮裝置的過早破壞。如某高速公路黃河特大橋在主橋與引橋連接處選用D320型鋼制梳齒板式伸縮裝置,2005年9月建成通車。通車半年后,伸縮裝置出現破損,局部維修1個月左右伸縮裝置量混凝土再次出現破損,再次維修,再次損壞,周而復始,平均每月維修一次。到2008年12月,伸縮裝置整體損壞,伸縮裝置梳齒板脫落,嚴重影響行車安全,不得已更壞為進口材料國內組裝的模數式伸縮裝置。究其原因主要是梳齒板伸縮裝置本身的缺陷造成的。第一,梳齒板伸縮裝置錨固系統僅靠單側錨固,且錨固深度小,難以滿足伸縮裝置的高剛度和整體性要求。第二,伸縮裝置兩側后澆筑混凝土厚度小于20 cm,難以滿足伸縮裝的耐久性要求。第三,梳齒板伸縮裝置雖然結構形式簡單,造價較低,但其伸縮原理不科學,結構形式落后,難以滿足高速公路的使用要求。
  c)伸縮量計算不精確,選擇的伸縮裝置型號偏小,造成伸縮裝置的破壞。
  伸縮量計算時以當地月平均氣溫計算,未考慮極端高溫或低溫對伸縮裝置的影響,選擇的伸縮裝置型號偏小或伸縮量安全系數小,造成伸縮裝置工作不正常,彈性元件處于長時間極限狀態提前損壞,進而導致伸縮裝置的整體損壞。
  d)有的設計是將伸縮裝置的錨固件置于橋面鋪裝層中,與主梁連接的部分很少,后澆筑混凝土厚度過薄,在荷載的作用下容易造成錨固系統開焊、混凝土裂縫,最終導致混凝土的局部或整體破壞。
  e)伸縮裝置的施工安裝質量直接影響伸縮裝置的使用效果及使用壽命。施工時,對橋梁伸縮裝置施工工藝要求重視程度不夠,未能按施工工藝施工;錨固體系焊接質量不能保證;伸縮裝置后澆混凝土強度達不到設計要求,后澆混凝土澆筑不密實,出現蜂窩、空洞;后澆混凝土養生不及時或養生期短;后澆混凝土模板漏漿造成伸縮縫間隙阻塞或頂死等都可能造成伸縮裝置的早期破壞。標準
  f)在曲線橋(彎橋)上安裝伸縮裝置由于梁體伸縮量不均勻造成一頭擠死,一頭張喇叭口也是造成伸縮裝置損壞的重要原因。
  2 橋梁伸縮裝置的維修
  橋梁伸縮裝置的維修分局部維修和整體維修,應根據實際情況分析伸縮裝置損壞原因,有針對性的制定維修方案。
  a)如伸縮裝置是因為施工時后澆筑混凝土質量引起的局部損壞,則鑿除有問題的混凝土,重新按設計要求施工規范澆筑混凝土。
  b)如伸縮裝置因錨固系統焊接質量達不到要求引起伸縮裝置的局部損壞,應鑿除混凝土,重新按設計要求焊接后澆筑混凝土。
  c)如伸縮裝置因伸縮量計算不準確,伸縮裝置選型不當等引起的伸縮裝置整體損壞,則應考慮更換伸縮裝置。
  3 橋梁伸縮裝置的更換
  舊橋伸縮裝置的更換與新建橋梁伸縮裝置的施工安裝要求和程序有一定的差別,應根據原有伸縮裝置的結構類型破壞形成所處環境。綜合分析其破壞原因,因地制宜制定安全保通方案、舊縫拆除方案,預留槽口處理方案,以及施工安裝方案。
  3.1 制定安全保通措施舊橋伸縮裝置更換都在已通車的道路上施工,施工前必須制定切實可行的安全保通措施,經當地路政部門、交管部門批準,并實施交通管制后方可施工。
  3.2 拆除損壞伸縮裝置拆除舊伸縮裝置,首先應將伸縮裝置兩側后澆混凝土與橋面(或路面)混凝土結合處用切縫機切齊,然后用空壓機風鎬鑿除舊混凝土。鑿除時,不能將原結構的梁板端部破壞,并盡可能保留原有的縱向及豎向預留錨固鋼筋。
  3.3 梁(板)端間隙的處理拆除舊伸縮裝置后,應檢查梁(板)端間隙是否滿足要求,如不能滿足要求,則應處理,避免出現梁(板)端間隙不能滿足橋梁的伸縮要求。
  3.4 整理、預留槽、預埋筋原有伸縮裝置拆除后,預留槽部位應滿足新伸縮裝置對預留槽、預埋筋的要求,整理加固預留槽、預埋筋。
  3.5 調整伸縮裝置預壓初始量伸縮裝置安裝前,應根據實際施工安裝氣溫,測算出伸縮裝置定位值,調整伸縮裝置預壓初始量,并用專用夾具鎖定縫寬。
  3.6 伸縮裝置吊裝就位在伸縮裝置預留槽、預埋筋都達到設計要求后,就可以將伸縮裝置吊裝就位,使伸縮裝置的中心線與橋梁中心線重合的,其頂面標高,橫坡與設計吻合,在適當的溫度焊接,固定后解除鎖定。檢查伸縮裝置的焊接質量、平整度、順直度是否符合要求,否則應調整。
  3.7 澆筑混凝土伸縮裝置兩側后澆混凝土澆筑應檢查相關模板安裝質量,以及混凝土的配合比,塌落度等是否符合設計要求,混凝土澆筑時應嚴格按相關施工規范操作。
  3.8 混凝土養生在預留槽混凝土澆筑完成后,應充分進行養護,混凝土養護到規定時間,方可開放交通。
  4 橋梁伸縮裝置更換需注意的幾個問題
  4.1 伸縮裝置類型的選擇更換伸縮裝置與新建橋梁伸縮裝置在選型上有所不同,新建橋梁在設計階段就根據計算伸縮量大小基本確定采用的伸縮裝置的類型。并可根據其結構特點對梁(板)端部作出特殊設計處理。更換伸縮裝置,不僅要考慮伸縮量的大小、結構形式的優劣,還應考慮原有伸縮裝置的結構類型破壞原因、施工難易程度、使用效果以及經濟合理性,必須具體分析,綜合考慮,因地制宜選擇適當的伸縮裝置。
  4.2 伸縮裝置預留槽口的處理當新更換的伸縮裝置結構類型與原伸縮裝置不同時,對預留槽尺寸要求也不同,如需改變預留槽尺寸,尤其是需要加大預留槽尺寸時,就可能影響到梁(板)的預應力筋,這就要求具有相應資質的設計單位對預留槽口進行設計、加固后方可安裝伸縮裝置。
  4.3 特殊要求維修時對混凝土的特殊要求,如加鋼纖維,提高標號或使用特殊混凝土等。
  4.4 更換程序更換伸縮裝置需在已通車的道路上進行施工,施工環境復雜。首先必須制定詳細的安全保通措施,經當地路政部門、交警部門批準并實行交通管制后方可施工;其次要制定切合實際的施工組織設計,嚴把質量關,特別需要注意的是半幅施工中伸縮裝置與預埋鋼筋的焊接一定要達到要求,還要控制混凝土的配合比、攪拌運輸、澆筑、養生等多道工序的質量,確保伸縮裝置的安裝質量。
  5 結束語
  橋梁伸縮裝置是橋梁構造上不可缺少的部分。它在橋梁結構中要適應梁的溫度變化,混凝土的收縮和徐變引起的伸縮,梁的撓度變化引起的變位,它直接承受著車輪的反復荷載,是橋梁結構上的薄弱環節。伸縮裝置一旦出現損壞,就會嚴重影響交通,帶來事故隱患,造成不良的社會影響。提高伸縮裝置的設計、施工、安裝質量,避免出現早期破壞勢在必行。
高速公路橋梁伸縮裝置的維修與更換

橋梁伸縮裝置是橋梁結構中非常重要的構件之一,它不僅要滿足橋梁因溫度變化等因素引起的伸縮變位,而且要滿足橋梁的路用性能。橋梁伸縮裝置出現損壞,就會影響橋梁結構防水、汽車行駛的舒適性,進而影響橋梁的正常使用及行車安全,必須進行維修和更換。
  1 橋梁伸縮裝置破壞形成及原因分析
  1.1 破壞形式目前高速公路使用的橋梁伸縮裝置主要有兩大類:第一種,模數式伸縮裝置即伸縮體由中梁鋼和80 mm的單元橡膠密封帶組合而成的伸縮裝置;第二種,梳齒板式伸縮裝置即伸縮體由鋼制梳齒板組合而成的伸縮裝置。模數式伸縮裝置破壞形式主要表現為:伸縮裝置兩側后澆混凝土出現裂縫、坑槽、異型鋼材中梁鋼扭曲、冬季拉脫斷裂;伸縮裝置在夏季高溫時頂死,沒有伸縮余地。梳齒板式伸縮裝置破壞形式表現為:伸縮裝置錨固系統出現松動,梳齒板錯位,甚至脫落,伸縮裝置后澆混凝土出現局部或整體破壞等。
  1.2 橋梁伸縮裝置破壞的原因分析橋梁伸縮裝置要適應橋梁由溫度變化引起的伸縮,適應橋梁由撓度變化引起的變位,具有良好的整體性、高剛度和耐久性以及防水排水功能。設計施工和養護管理的任何一個環節存在缺陷或不足,都可能造成伸縮裝置的破壞。橋梁伸縮裝置破壞的主要原因有以下幾個方面:
  a)隨著經濟的發展,交通量的增大,超限超載車輛的增多不同程度地影響了橋梁伸縮裝置的使用,加快了伸縮裝置的破損。
  b)橋梁伸縮裝置本身的缺陷造成伸縮裝置的過早破壞。如某高速公路黃河特大橋在主橋與引橋連接處選用D320型鋼制梳齒板式伸縮裝置,2005年9月建成通車。通車半年后,伸縮裝置出現破損,局部維修1個月左右伸縮裝置量混凝土再次出現破損,再次維修,再次損壞,周而復始,平均每月維修一次。到2008年12月,伸縮裝置整體損壞,伸縮裝置梳齒板脫落,嚴重影響行車安全,不得已更壞為進口材料國內組裝的模數式伸縮裝置。究其原因主要是梳齒板伸縮裝置本身的缺陷造成的。第一,梳齒板伸縮裝置錨固系統僅靠單側錨固,且錨固深度小,難以滿足伸縮裝置的高剛度和整體性要求。第二,伸縮裝置兩側后澆筑混凝土厚度小于20 cm,難以滿足伸縮裝的耐久性要求。第三,梳齒板伸縮裝置雖然結構形式簡單,造價較低,但其伸縮原理不科學,結構形式落后,難以滿足高速公路的使用要求。
  c)伸縮量計算不精確,選擇的伸縮裝置型號偏小,造成伸縮裝置的破壞。
  伸縮量計算時以當地月平均氣溫計算,未考慮極端高溫或低溫對伸縮裝置的影響,選擇的伸縮裝置型號偏小或伸縮量安全系數小,造成伸縮裝置工作不正常,彈性元件處于長時間極限狀態提前損壞,進而導致伸縮裝置的整體損壞。
  d)有的設計是將伸縮裝置的錨固件置于橋面鋪裝層中,與主梁連接的部分很少,后澆筑混凝土厚度過薄,在荷載的作用下容易造成錨固系統開焊、混凝土裂縫,最終導致混凝土的局部或整體破壞。
  e)伸縮裝置的施工安裝質量直接影響伸縮裝置的使用效果及使用壽命。施工時,對橋梁伸縮裝置施工工藝要求重視程度不夠,未能按施工工藝施工;錨固體系焊接質量不能保證;伸縮裝置后澆混凝土強度達不到設計要求,后澆混凝土澆筑不密實,出現蜂窩、空洞;后澆混凝土養生不及時或養生期短;后澆混凝土模板漏漿造成伸縮縫間隙阻塞或頂死等都可能造成伸縮裝置的早期破壞。標準
  f)在曲線橋(彎橋)上安裝伸縮裝置由于梁體伸縮量不均勻造成一頭擠死,一頭張喇叭口也是造成伸縮裝置損壞的重要原因。
  2 橋梁伸縮裝置的維修
  橋梁伸縮裝置的維修分局部維修和整體維修,應根據實際情況分析伸縮裝置損壞原因,有針對性的制定維修方案。
  a)如伸縮裝置是因為施工時后澆筑混凝土質量引起的局部損壞,則鑿除有問題的混凝土,重新按設計要求施工規范澆筑混凝土。
  b)如伸縮裝置因錨固系統焊接質量達不到要求引起伸縮裝置的局部損壞,應鑿除混凝土,重新按設計要求焊接后澆筑混凝土。
  c)如伸縮裝置因伸縮量計算不準確,伸縮裝置選型不當等引起的伸縮裝置整體損壞,則應考慮更換伸縮裝置。
  3 橋梁伸縮裝置的更換
  舊橋伸縮裝置的更換與新建橋梁伸縮裝置的施工安裝要求和程序有一定的差別,應根據原有伸縮裝置的結構類型破壞形成所處環境。綜合分析其破壞原因,因地制宜制定安全保通方案、舊縫拆除方案,預留槽口處理方案,以及施工安裝方案。
  3.1 制定安全保通措施舊橋伸縮裝置更換都在已通車的道路上施工,施工前必須制定切實可行的安全保通措施,經當地路政部門、交管部門批準,并實施交通管制后方可施工。
  3.2 拆除損壞伸縮裝置拆除舊伸縮裝置,首先應將伸縮裝置兩側后澆混凝土與橋面(或路面)混凝土結合處用切縫機切齊,然后用空壓機風鎬鑿除舊混凝土。鑿除時,不能將原結構的梁板端部破壞,并盡可能保留原有的縱向及豎向預留錨固鋼筋。
  3.3 梁(板)端間隙的處理拆除舊伸縮裝置后,應檢查梁(板)端間隙是否滿足要求,如不能滿足要求,則應處理,避免出現梁(板)端間隙不能滿足橋梁的伸縮要求。
  3.4 整理、預留槽、預埋筋原有伸縮裝置拆除后,預留槽部位應滿足新伸縮裝置對預留槽、預埋筋的要求,整理加固預留槽、預埋筋。
  3.5 調整伸縮裝置預壓初始量伸縮裝置安裝前,應根據實際施工安裝氣溫,測算出伸縮裝置定位值,調整伸縮裝置預壓初始量,并用專用夾具鎖定縫寬。
  3.6 伸縮裝置吊裝就位在伸縮裝置預留槽、預埋筋都達到設計要求后,就可以將伸縮裝置吊裝就位,使伸縮裝置的中心線與橋梁中心線重合的,其頂面標高,橫坡與設計吻合,在適當的溫度焊接,固定后解除鎖定。檢查伸縮裝置的焊接質量、平整度、順直度是否符合要求,否則應調整。
  3.7 澆筑混凝土伸縮裝置兩側后澆混凝土澆筑應檢查相關模板安裝質量,以及混凝土的配合比,塌落度等是否符合設計要求,混凝土澆筑時應嚴格按相關施工規范操作。
  3.8 混凝土養生在預留槽混凝土澆筑完成后,應充分進行養護,混凝土養護到規定時間,方可開放交通。
  4 橋梁伸縮裝置更換需注意的幾個問題
  4.1 伸縮裝置類型的選擇更換伸縮裝置與新建橋梁伸縮裝置在選型上有所不同,新建橋梁在設計階段就根據計算伸縮量大小基本確定采用的伸縮裝置的類型。并可根據其結構特點對梁(板)端部作出特殊設計處理。更換伸縮裝置,不僅要考慮伸縮量的大小、結構形式的優劣,還應考慮原有伸縮裝置的結構類型破壞原因、施工難易程度、使用效果以及經濟合理性,必須具體分析,綜合考慮,因地制宜選擇適當的伸縮裝置。
  4.2 伸縮裝置預留槽口的處理當新更換的伸縮裝置結構類型與原伸縮裝置不同時,對預留槽尺寸要求也不同,如需改變預留槽尺寸,尤其是需要加大預留槽尺寸時,就可能影響到梁(板)的預應力筋,這就要求具有相應資質的設計單位對預留槽口進行設計、加固后方可安裝伸縮裝置。
  4.3 特殊要求維修時對混凝土的特殊要求,如加鋼纖維,提高標號或使用特殊混凝土等。
  4.4 更換程序更換伸縮裝置需在已通車的道路上進行施工,施工環境復雜。首先必須制定詳細的安全保通措施,經當地路政部門、交警部門批準并實行交通管制后方可施工;其次要制定切合實際的施工組織設計,嚴把質量關,特別需要注意的是半幅施工中伸縮裝置與預埋鋼筋的焊接一定要達到要求,還要控制混凝土的配合比、攪拌運輸、澆筑、養生等多道工序的質量,確保伸縮裝置的安裝質量。
  5 結束語
  橋梁伸縮裝置是橋梁構造上不可缺少的部分。它在橋梁結構中要適應梁的溫度變化,混凝土的收縮和徐變引起的伸縮,梁的撓度變化引起的變位,它直接承受著車輪的反復荷載,是橋梁結構上的薄弱環節。伸縮裝置一旦出現損壞,就會嚴重影響交通,帶來事故隱患,造成不良的社會影響。提高伸縮裝置的設計、施工、安裝質量,避免出現早期破壞勢在必行。

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