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公路桥梁伸缩缝损坏形式分析
发布时间:2014-07-15
摘要:本研究针对我国高速公路桥梁伸缩缝进行文献调查,并就国内机关访查取得相关资料两部份,分析各类型伸缩缝的损坏形式及其设计和材料方面影响因素,希望能提供桥梁伸缩缝施工及维护参考。 关键词:公路桥梁;伸缩缝;伸缩缝损坏
中图分类号:TU279.7+2 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)06-(页码)-页数
本研究根据文献调查与机关访查分析资料,汇整归纳伸缩缝损坏形式及其设计和材料方面影响因素分析。在此将本研究路段桥梁伸缩缝所产生实际破坏形式,依其不同材料结构型式及其设计影响因素分述如下。
1.桥梁伸缩缝所产生实际破坏形式
1.1橡胶伸缩装置
橡胶伸缩缝破坏形式有[1]:1)两侧锚碇混凝土严重开裂破碎、出现坑洞,进而引起橡胶板脱落。2)固定橡胶板的螺栓锈蚀失去作用或被车轮冲击剪断,橡胶板撕裂脱离。3)锚固构件松动,橡胶连接部位破裂,橡胶被拉断脱落。4)橡胶板被拉断,填充料被拉离。5)橡胶板破裂剥离、预埋钢钣外露。6)板式橡胶伸缩缝螺栓盖套脱落、橡胶老化、损伤破坏。
1.2钢制型伸缩装置
钢制型伸缩装置,包括角钢、齿型和竖齿型,出现破坏的形式有[2]:1)锚碇混凝土破裂,角钢伸缩缝角钢断裂,锚碇钢筋断裂脱落。2)竖齿型伸缩缝锚碇构件断裂齿钢钣陷落。3)齿型指钣伸缩缝锚碇螺栓剪断,指钣脱落。4)齿型伸缩缝进桥版锚碇端下陷,造成齿钣转动翘起。5)齿型伸缩缝钢钣及锚碇构件断裂脱落,钢钣在焊接处断裂。6)齿型伸缩缝间积满砂土石块使锯齿间隙卡住,影响伸缩及排水功能。
1.3模组型伸缩缝
模组型伸缩缝损坏形式有[3]:1)支承系统滑动垫块磨损或脱落使钢梁承受过大反复荷重疲劳而断裂。2)控制系统钢梁焊接处开裂致使伸缩缝钢梁下陷。3)钢支承箱底部混凝土浇置不实,造成支承箱松动,将因振动过大而使伸缩缝破坏。4)钢支承箱支承点未座落在混凝土托座上,钢支承箱悬空,荷载后箱体开裂,滑动垫块跳脱进而使钢梁断裂。5)等距弹簧失效轴承杆顶住钢钣而撑开,造成边梁缝距异常,橡胶脱落。6)模组型伸缩缝模缝中填满砂土,影响伸缩缝正常伸缩功能。7)锚碇混凝土破坏因修复后过早开放通车,以致修补混凝土再度破碎,钢梁亦随再次断裂。8)锚碇混凝土破裂,锚碇杆件随断裂进而造成钢梁断裂,钢梁表面以钢钣局部焊接覆盖修补,但混凝土破裂却持续延伸扩大。9)锚碇混凝土受撞击碎裂,伸缩缝边梁弯曲变形,伸缩缝本体扭曲或轨间高差过大,致局部构件承受集中荷重,使中间支撑梁或支撑横梁因而加速疲劳及剪断破坏。10)填缝橡胶破裂脱落。11)等距伸缩弹簧老化损坏。12)支承垫块磨损。
2.设计方面的影响因素
伸缩缝损坏基本原因在设计阶段即已发生,如对桥梁面版端劲度考虑不周、伸缩缝装置本身劲度不够、锚固件强度不足,过大的伸缩缝间距或伸缩量计算错误等都会导致伸缩缝损伤破坏;有关前一节所提及损坏形式中,有一部份系因在设计方面未符合需求所引起的[4]。其损坏影响因素归纳为:1)伸缩缝在整个桥梁工程所占的份量不多,一般易被设计人员忽视,因而未对伸缩缝进行周详的考虑与设计。2)有些设计工程师在伸缩缝设计过程中只注重计算桥梁的伸缩量,而对伸缩装置的性能没有全面了解,忽视了产品相应技术的要求。3)设计上未对伸缩缝两侧的锚碇混凝土和铺装层材料选择、配合比、密实度和强度提出严格要求或规定;对于梁端部伸缩缝基座基本需求未加以考虑规范,任由厂商依采用厂牌型式自行设计。4)有些桥梁结构,桥面版刚度不足,当桥面版受到汽车荷载作用时,因翼版较薄,横向联系较弱,导致桥面版变形过大。5)施工说明中规定伸缩缝锚碇如采焊接施工,预留钢筋须使用可焊钢筋,但设计图中常未明白标示,以致现场施工未特别留意而以一般钢筋配置,影响焊接与锚碇品质。
3.材料方面的影响因素
伸缩缝损坏形式另一项影响因素为材料自然老化、任意修改零件尺寸、组装加工间距误差、制造构件长度偏差、构件焊接不良或位置偏差等[5]。有关材料方面所引起的损坏影响因素则归纳为:1)伸缩装置材料如橡胶或填缝剂材质老化、断裂。2)伸缩缝制作时,零组件安装未尽确实,以致承受反覆载重后零组件松脱。3)伸缩缝成品在运输过程或储存不当,导致产生变形或零组件松脱、掉落。4)橡胶伸缩缝材质性能,加劲钢钣的配置,钢钣与橡胶粘接强度以及生产时的温度和湿度的控制不当。5)新旧混凝土交界面接着剂材料使用不当,降低其黏结效果。6)锚固构件焊接品质不良造成电焊处断裂,或焊接不当使应力无法传递。7)有些模组型伸缩缝用的钢梁采用钢钣或型钢焊接组合而成,整体性较差。另有些厂牌采用压条和螺栓锁定密封橡胶带,扣件容易锈蚀断裂,造成橡胶带脱落。
4.结论
根据上述分析,各种型式伸缩缝损坏率以齿型为最低,加上齿型伸缩缝主要以钢钣焊接制造,不论钢材或焊接技术,国内都已达到相当水准,品质稳定,采购、安装、养护维修均较容易,长久以来一般人接受度较高。因此,尔后桥梁伸缩缝设计选用,建议以齿型为优先考虑。设计单位应该对于端隔梁间距应考虑伸缩缝检查及维修作业空间,并于设计图中即予妥适规划、设计。
参考文献
[1]杨兴潮. 更换桥梁伸缩缝施工技术[J]. 交通世界(建养.机械). 2009(06)
[2]乔龙. 浅谈桥面伸缩缝装置的维修养护[J]. 山西交通科技. 2005(02)
作者简介:
[1]张贤伟,出生:1984年10月;籍贯:四川省泸州市;性别:男;学历:大学本科;职称:助理工程师;研究方向:公路、桥梁、隧道
[2]佛正涛,出生:1984年6月;籍贯(到市):陕西省渭南市;性别:男;学历:大学本科;
职称:助理工程师;研究方向:公路、桥梁、隧道。
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