公路桥梁伸缩缝的破坏类型及成因分析

沈维宏，刘元德，廖秀敏

（甘肃省张掖公路分局，甘肃 张掖734000）

1 公路桥梁伸缩缝的类型

1.1 简易伸缩缝

简易伸缩缝主要是U形锌铁皮伸缩缝，一般用于中、小跨径的桥梁，在G30线山临、临清段主要用于车流量较小的天桥，此类伸缩缝能适应的变形量在20～40mm以内。

1.2 橡胶伸缩缝

橡胶伸缩缝在桥梁工程中广泛应用，此类伸缩缝采用不同断面形式的橡胶带（或橡胶板）作为嵌缝材料，可分为嵌固对接式和填塞对接式两类，利用橡胶的弹性和易于胶黏的性能，能满足伸缩缝的变形要求，且具备防水功能，施工及养护维修也很方便，适用于伸缩量在60mm以下的公路桥梁。

1.3 钢板伸缩缝

钢板伸缩缝的伸缩体为橡胶、钢板一体，用钢材作为跨缝材料，能直接承受车轮荷载，其最重要的一种类型是梳齿板形钢板伸缩缝。此类伸缩缝行驶性好，伸缩量大，普遍适用于伸缩量在40～60mm以上的大、中型公路桥梁。

1.4 模数式伸缩缝

模数式伸缩缝以热轧整体成型的异型钢材为主，伸缩体由异型钢梁与单元橡胶密封封带组合而成，具有良好的弹性变形功能，能防水防尘，并有效保护伸缩内部构件及梁底支座免受侵蚀。适用于伸缩量为80～1200mm的公路桥梁。

1.5 无缝伸缩缝

无缝伸缩缝是由高分子聚合体改性沥青、支承钢板、单级配碎石骨料等构成的伸缩缝结构。具有黏结性强、弹性大、韧性好的特点，它免除了传统伸缩缝复杂的锚固结构，与路面衔接平整，能适应不断重复的温度和荷载位移。

2 公路桥梁伸缩缝的主要破坏类型

2.1 简易伸缩缝

简易伸缩缝的破坏形式：夏季桥梁伸长，缝隙中填料挤出、上鼓，引起跳车；冬季断开、拉开，造成漏水等；软性填充料易于老化脱落，使之失去伸缩作用。

2.2 橡胶伸缩缝

橡胶伸缩缝的缺陷大致有橡胶件的破损、橡胶的剥离、锚固件的损坏、伸缩缝下陷、鼓出及螺栓孔填充料被拉离等。

2.3 梳齿板形钢板伸缩缝

梳齿板形钢板伸缩缝主要病害和破坏形式为：（1）梳齿板脱落和螺栓松动甚至螺帽弹出；（2）在车辆尤其是重型车辆经过时有较大的震动和声音，表面上没有损坏，实际上钢板与下部混凝土之间已经出现空隙，极易发生变形破坏，其产生的主要原因是由于伸缩缝在加工及使用过程中容易变形，同时钢板的变形量与下部混凝土的变形量不一致，导致伸缩缝在服役期间齿板和垫板无法实现无缝黏合，一旦两者之间产生空隙，行车碾压时，连接部位受力将很不均匀，在反复的行车作用下，容易导致紧固螺栓松动，螺帽脱落，引起梳齿板的脱落。

2.4 模数式伸缩缝

模数式伸缩缝主要的破坏形式有：（1）中梁构件开焊，出现晃动、噪声；（2）伸缩均匀性差，甚至失灵；（3）密封胶条老化、脱落，造成渗水；（4）两侧过渡段混凝土出现裂缝、破损等；（5）锚固系统出现局部和整体性破坏等。

2.4.1 混凝土破碎，钢筋裸露

伸缩缝两侧过渡段混凝土破碎，钢筋裸露是模数式伸缩缝破坏的最主要的形式，原因大致如下：（1）桥台两侧沉降不均，在高速行车的荷载作用下，产生局部的应力集中，引起混凝土开裂；（2）伸缩缝间橡胶破坏，雨水渗入到下部混凝土层，在车辆荷载和水的作用下，混凝土的使用寿命缩短（见图1）。

图1 模数式伸缩缝两侧过渡段混凝土破损

2.4.2 伸缩缝型钢断裂或靠拢（见图2）

图2 型钢靠拢

2.4.3 伸缩缝局部下陷或高出桥面

伸缩缝局部下陷或高出桥面（见图3），造成伸缩缝处路面平顺性降低甚至跳车，影响行车舒适性。

图3 伸缩缝高出桥面

2.4.4 桥面混凝土开裂

因受设计施工等因素的影响，伸缩缝不能起到缓解温度变形的作用，桥面混凝土也出现开裂。

2.5 无缝伸缩缝

无缝伸缩缝的破坏形式主要为在温度变化的作用下，伸缩缝处出现拥包或者凹陷，加大了车辆的冲击力，使两侧的铺装层相继遭到破坏。

3 桥梁伸缩缝破坏的主要原因

3.1 设计方面的原因

（1）设计时伸缩量计算不准确，造成伸缩缝选型不当。

（2）设计时伸缩缝的锚固件位置设置不当。设计时将伸缩缝的锚固件置于桥面铺装层中，与主梁（板）之间缺乏有效的锚固连接，使得锚固件在荷载反复作用下开焊或脱落，而且力的分布不均匀，很难有效传递，微小的变形就可能引起大的位移，导致过渡段混凝土失效，造成伸缩缝的破坏。

（3）设计时对两侧过渡段混凝土和铺装层在材料、配合比和强度等方面没有提出严格的要求或规定，使用过程中，因承载力不足而引起破坏。

（4）设计时伸缩缝的构造和材料选择不当，防水、排水设施不完善，由于渗水，锚固件、梁端和支座均遭受水腐蚀，引起伸缩缝的破坏。

（5）桥面板设计刚度不足，使用过程中，在重车荷载作用下，因端部刚度不够，受力变形过大，造成伸缩缝的破坏。

（6）设计时未考虑地质、气候、安装时的实际温度等因素对伸缩量的影响。

3.2 施工方面的原因

（1）施工时工艺不合理、未严格按照施工工艺标准、安装工序和设计图纸进行施工。

（2）施工时锚固件焊接质量不合格，在重车作用下容易振动、开焊、脱落，引起伸缩缝损坏。

（3）两侧过渡段混凝土浇筑质量不合格，出现蜂窝、空洞等缺陷，达不到设计强度，在重车作用下容易产生破坏。

（4）两侧混凝土和沥青混凝土结合不好，碾压不密实，容易产生坑槽、脱落等现象，引起伸缩缝的破坏。

（5）施工时在混凝土中加入早强剂，养生时间不足，在没有达到设计强度时即开放交通，混凝土在初期开通时就出现裂缝，后期使用时极易发生损坏。

（6）伸缩缝产生垂直错位，也是伸缩缝和桥面板破坏的原因。

3.3 养护管理方面的原因和其他原因

（1）日常养护不到位，伸缩缝内填入砂石及其他杂物未能及时清除，导致伸缩缝不能自由伸缩而引起破坏。

（2）伸缩缝胶条等老化部件未能及时更换，两侧过渡段混凝土的局部损坏未能及时修复，导致破坏的不断扩大。

（3）桥头沉陷造成接缝处桥面高低不平，冲击力增大，易引起伸缩缝破坏。

（4）防水、排水设施不完善，由于渗水，锚固件、梁端和支座均遭受水腐蚀，引起伸缩缝的破坏。

（5）随着交通流量不断加大，重型车辆增多，伸缩缝受到的反复冲击作用明显增大，旧的伸缩缝的强度难以满足要求。

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