桥梁伸缩缝的设计及质量控制讨论
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【摘 要】伸缩缝是桥梁结构的一部分，它的结构对于行车质量的影响较大，在路面与桥面相接处的平整度会形成很多问题。本文对于伸缩缝的影响因素进行分析，考虑温度、混凝土收缩、荷载和地震等因素，设计伸缩装置的方法，并提出了伸缩缝施工工艺控制措施。
【关键词】桥梁结构；伸缩缝；影响因素；施工工艺
桥梁伸缩缝问题对于公路车道的影响较大，其平整度决定是否应该改进伸缩缝的类型、材料和施工，还决定是否需要加大桥梁的联孔长度。作为桥梁车道的薄弱环节，它也是经常会引起受损的部位，也会造成上部结构之间的连结不当和位移作用，需要在设计时注意结构、施工安装的时候避免错误、也要进行及时的养护处理，这样严格进行管理的工程，避免桥梁伸缩缝产生的桥头跳车等故障，解决这个问题显得尤为重要。
1 影响伸缩量的基本因素
1.1 温度变化
温度变化是影响伸缩量的主要因素。由于我国幅员广大，温差悬殊、变差幅度各地不一，兹推荐下列数据供设计参考使用。由于温度使桥梁内部温度分布不均匀会引起大跨径桥梁端部产生角变位，一般跨径比值较小，可不予考虑；大跨径桥梁，设计时应予考虑
1.2 混凝土的徐变和收缩
钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥需考虑其徐变及收缩。徐变量按梁在预应力作用下的弹性变形乘以徐变系数?＝2求得。收缩量以温度下降20℃来换算。应当考虑安装时混凝土的徐变和收缩已完成的部分，为此应将全部徐变和收缩量乘以折减系数?。下列?值供设计时参考。
徐变的龄期是以施加预应力后的时间计算，收缩是以浇筑混凝土以后到安装时的全部龄期计算，设置伸缩装置后施加的预应力需另加。
1.3 各种荷重所引起的桥梁挠度
活载、恒载等会使桥梁端部发生角变位，而使伸缩装置产生垂直、水平及角变位。如果梁比较高，且伴有振动的情况，应格外注意。
由于加宽桥面而要设置纵向伸缩装置时，由于跨中挠度较大，还应注意在振动时变位随时间变化的相位差。
1.4 地震影响使构造物发生变位
地震对伸缩装置的变位影响比较复杂，目前还难以把握，在设计伸缩装置时一般不予考虑；但如有可靠资料能算出地震对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时，在设计时给以考虑当然更好。
1.5 纵坡对变位的影响
纵坡较大的桥，通常施工时把活动支座作成水平的，因而在支座位移时在路面产生了一个垂直差（d），其值为水平位移乘以纵坡（tgθ），在变位较小的情况下可不予考虑，但对组合钢桥变位大且纵坡也大的情况下，设计伸缩装置的形式就应认真对待。
2 伸缩装置设计的方法
（1）小跨径的中小桥（如20m以内的）宜不设伸缩缝。支座采用固定式橡胶支座，让墩台的弹性变形和台后的土抗力来抵抗温度应力（因变形长度在10m以内伸缩量一般在5mm以内）。也可以在路面及桥面铺装摊铺完了，再沿原缝开一条宽2cm深3～5cm的假缝，内填以沥青麻絮或其他可塑性材料以防面龟裂。
（2）中、小桥宜采用W型伸缩装置，它具有以下一些优点：①伸缩体与铁件联接可不用胶水，而利用橡胶本身的预压密缝防水；②构件尺寸小，相应材料用量省，施工方便，造价低；③温度伸缩变形发挥像胶弹性材料性能。在外荷作用下则充分利用拱形结构的优势。
（3）从实践和有关资料来看，不论W型、V型、空心板型的橡胶体都可使用。毛病不在胶体本身，而是在整个伸缩装置结构的设计是否合理。西德毛勒公司的伸缩装置、近几年应用较多的TST伸缩装置设计比较合理，在行车时它具有较高的刚度，在温度变化时又变形灵活。
（4）从目前已经施工的伸缩装置来看，板式伸缩装置的平整度较好，其原因是胶体内不仅加入了足够数量的钢板以增加变形体的刚度，而且又有足够数量的铆钉使伸缩体同桥梁变形体的联结比较牢固，不至于象原来空心板橡胶伸缩缝那样易于脱出。而且改善了施工工艺，注意到施工时的安装温度，其定位值A易于控制。经实桥施工2年来的考验效果良好。其缺点是变形似欠灵活。据有关方面介绍每延米须施加2.5t的压力方能达到其设计缩短值，而且价格比较贵。
3 施工工艺控制措施
（1）在伸缩缝施工前，上报详细的施工组织设计方案，要求精心组织、统筹安排，严格按照施工规范进行控制。
（2）成立专业施工操作组，包括切缝组、开槽组、安装组、混凝土浇筑组，明确任务，做到职责分明。
（3）驻地监理对切缝、开槽、型钢安装、浇筑混凝土等各道工序的施工均应进行认真的检查，验收合格后方可进入下一道工序，同时对型钢安装、浇筑混凝土等重要工序均要全过程旁站。
（4）做好施工前准备工作，包括熟悉图纸、安装操作规程，并进行施工操作规程培训；对伸缩缝的位置编号进行检查，对伸缩缝进行顺直度、平整度扭向及间距进行检查验收工作；机械设备配备齐全，小型机具应全部到位，尤其是发动机，必须检查其完好率，同时确保有一台作为备用，保证施工顺利进行；合理选择拌和站及混凝土的运输，混凝土采用C50钢纤维高强度混凝土，长距离运输容易出现离析，应尽量保证拌和站的位置使运输距离最短；配备彩条布、土工布、钢板或帆布，以防止路面污染；做好施工警示标志，加强交通管制，确保施工质量。
（5）切缝：要求在切割伸缩缝之前必须对沥青油面平整度进行检测，根据实际平整度情况考虑是否适当扩大切割面的宽度（要求一边最多比设计要求加宽30cm），如果加宽切割后路面平整度仍达不到伸缩缝安装要求，要对对路面进行返工处理，再进行伸缩缝施工，以避免因沥青面层不平整而影响伸缩缝的施工质量。如果平整度没问题，就根据施工图纸要求确定开槽宽度，准确放样，打上线用切割机割缝，锯缝线以外的沥青混凝土路面，就以贴胶带纸或加盖塑料布进行保护，以防止锯缝时产生的石粉污染路面。
（6）开槽：用风镐开槽，开槽深度不小于12cm，伸缩缝开槽后应将槽内所有杂物清除干净，同时应在旁边放好彩条布或钢板，将开槽产生的杂物统一放在彩条布或钢板上；如发现梁与梁之间间隙不符合要求（即大于或小于规定范围），应采取以下措施加以处理；
1）伸缩缝宽度钢梁两端为5cm，钢筋砼梁间为1cm实有缝宽小于上述规定得应凿宽到上述宽度。
2）实有梁间缝隙超过第一项规定时，再保证缝宽的前提下，应尽可能用砼补实且设直径16MM螺纹悬臂加强筋，其水平长度为锯缝间宽度之半减6CM，两端均带直角钩，间距20CM，每侧悬臂钢筋用3根直径为8MM横向钢筋相连，直径为16MM螺纹钢筋顶面在伸缩缝型钢底以下2CM。
3）应理顺、理直槽内的预埋筋及锚固筋，对预埋筋应进行除锈处理，同时如果检查发现原来梁板预埋钢筋不足，应及时补打数量足够的膨胀螺栓，以确保型钢的安装质量；开槽后应禁止车辆通行，否则，槽两侧的边缘容易遭到损坏，这会严重影响砼的施工质量。因此，施工人员一定要加强防范。
桥梁伸缩缝跳车问题是由于设计、安装或者未能及时处理，国内外均未有特别合适的解决办法，很多部门采取了一些措施，在一定程度上减少了桥头跳车的毛病，其中在伸缩缝的安装上，需要注意质量管理，保证行车的平稳和安全，同时要注意使用的时间。