浅谈埋置式桥梁伸缩装置的应用

     桥梁伸缩装置是为了保证桥跨结构在气温变化、混凝土收缩与徐变、基础不均匀沉降和车辆荷载等作用下，按静力图式自由变形，而在两梁端之间、梁端与桥台背之间的伸缩缝处设置的各种装置的总称。它在桥梁结构中直接承受车轮荷载的反复冲击作用，且长期暴露在大气中，使用环境比较恶劣，是桥梁结构最易遭到破坏而又难以修补的部位，它应具有良好的耐久性、行驶的舒适性、良好的防水性、施工的方便性、维修的简便性和经济上的合理性。

    １　埋置式桥梁伸缩装置的特点

    埋置式桥梁伸缩装置是７０年代由英国发展起来的，从结构上看，是在路面铺设完成后再用切割器切割路面，在其槽口内注入嵌缝材料而成。从力学的角度上看，填充材料在承受瞬时荷载与高频震动时完全显示弹性，而在低频缓力作用下，则完全显示示塑性。即当车轮驶过时，桥梁震动是高频振，弹性体显示弹性；当温度变化桥梁发生收缩时，属低频缓力，弹塑体显示的完全是塑性。从使用性能上看，其主要特点是：

    （１）能适应桥梁上部构造的伸缩变形和小量转动变形。

    （２）使桥面铺装形成连续体，行车时不致产生冲击、震动等，无跳车现象，舒适性较好。

    （３）形成多重防水构造，防水性能较好。

    （４）在寒冷地区，易于机械化除雪养护，不致破坏接缝。

    （５）施工简单，一般易于维修和更换。

     ２　埋置式伸缩装置的粘接材料技术要求

     埋置式伸缩装置的技术关键是粘接材料，一种多元复合式改性沥青，主要成分包括沥青、沥青改性剂、化学添加剂、表面活性剂和增塑剂等。性能良好的粘接材料应满足以下技术要求：

     （１）高弹性。粘接料必须适应桥跨结构温度变化、混凝土收缩徐变所产生的变形，并且有弹性恢复能力。

     （２）温度稳定性。伸缩装置作为桥梁装置的一部分，必然承受各种车辆荷载的反复作用、冲击，因此要求粘接料高温时有较强的抗车辙能力，并且与两侧桥面刚度连续，否则将造成跳车或桥面开裂，进而使整个伸缩装置遭到破坏，低温要具有柔性，不发生硬化脆裂现象。

     （３）粘接力。粘接料与缝两端面粘接力的大小，直接影响到伸缩装置的使用寿命，因为埋置式伸缩装置不同于其它类型的装置，与两端的结合不是通过各种锚固装置，而完全由粘接与端面的粘接力决定，当桥面板遇冷或受到车辆的冲击震动时，粘接料产生相当大的拉应力，只有粘接力足够大，且大于材料本身的内聚力时，才不致出现界面破坏。

     （４）防水性。粘接料自身的粘度很高，填充时与单一粒径石料拌和，油石比一般为１∶２～１∶４左右，石料不能形成骨架结构，空隙率几乎为零，再加上粘接料是复合式沥青材料，本身不透水、不吸水，可以防止水分自上而下渗入。因此只要在施工时注意不能有空洞、断头，粘接料的防水性是可以保障的。事实上，防水性与粘接性是密不可分的，问题常出现在两侧面上，由于粘接力不足以抵抗应力，界面断裂，水流进去又很难排出，渗入梁体，形成水损害。

     （５）耐久性。粘接料应具备抗老化、抗腐蚀性能。

     ３　埋置式伸缩装置胶结料的应用现状

     埋置式伸缩装置具有其它型式不可比的优点，诸如行车舒适、施工简易、易于维修，已经成为路桥建设中专家和技术人员关注的热点。但是一直以来，由于胶结料未能国产化，性能较好的胶结料一般依靠进口，价格昂贵，从某种意义上讲制约了埋置式伸缩装置的广泛应用。目前多数所使用的构造式伸缩装置，几乎都不能作到伸缩装置的耐久性与桥梁结构本身的耐久性相适应，一般情况下只能达到比桥面寿命长，因此对已损坏的伸缩装置进行维修更换是不可避免的。研制国产新型埋置式装置的胶结料，是目前国内企业急需解决的问题。有些 国内企业产品已经接近甚至达到国外同类产品的质量，如果能进一步提高性能，降低成本，且发挥其价位上的优势，取代进口产品是完全可能的，其发展前景和市场都非常乐观。

       ４　伸缩装置的施工工艺

       据国内调查统计，在造成伸缩装置过早损坏的诸因素中，施工质量不合格的占４０％左右，可见伸缩装置的施工质量必须引起足够的重视。埋置式桥梁伸缩装置最大的特点就是改变了传统的施工工艺，施工简单、快捷，施工质量也比较容易控制。主要工艺如下：

        （１）开槽。标出要开挖沟槽的边线，宽度一般为５０ｃｍ，然后锯开并开挖至规定深度，一般不小于５ｃｍ且以大于８ｃｍ为易。

        （２）清理及修整。清除沟槽四周及接缝处的砂石、淤泥等杂物，用水冲洗泥砂和浮土，用压缩空气喷吹，清除松动的部分，用喷火器烘干沟槽的水气，使之充分干燥，若开挖的是旧伸缩缝且基础表面已严重损坏，应加铺混凝土基层。

        （３）涂底油。用泡沫海绵塞住接缝，将Ｔ型搭接钢板平稳置于接缝当中，在沟槽表面均匀充分地涂一层溶化的高质粘接料。

         （４）安装：①将粗石料烘干至１８０℃～２００℃，以２∶１的比例，将热的细石料与胶结料拌在一起，用石屑、火山灰质材料等摊铺上层，上层的表面应与路面平齐并用平板夯进行压实；用溶化的胶结料作整平表层。

         （５）开放交通。安装完成后，大约两小时后可开放交通，若需提前开放，可喷水加速冷却。

        ５　施工中应特别注意的问题

        （１）沟槽的深度不宜过小，否则会使端面粘接力不足。
        （２）沟槽必须清洗干净，避免留有浮土和松动的颗料。

        （３）沟槽必须干燥，最好在填充之前，用喷火器将表面加热，有利于粘接料与界面粘接牢固。