桥梁伸缩缝病害成因分析与修复技术研究

引言

桥梁是现代交通网络的重要组成部分，其安全性和耐久性直接关系到交通运输的顺畅性与安全性 [1]。伸缩缝作为桥梁工程的基本组成部分，具有重要作用，能够有效应对道路桥梁结构产生的变形，避免因变形引发结构性问题 [2-4]。但是长期承受交变应力、环境侵蚀及超载车辆冲击，已成为桥梁结构的薄弱环节。据统计，我国在役诸多桥梁存在不同程度的伸缩缝病害，其中混凝土破损、型钢变形及止水失效等问题尤为突出，不仅严重影响行车舒适性与安全性，更会加速桥梁主体结构的退化。本文结合嘉定区农村桥梁养护工程实践，分析伸缩缝病害成因及相应的解决措施，旨在为同类工程提供理论支撑与技术参考。

1​桥梁伸缩缝常见病害类型及危害

1.1 混凝土破损

桥梁伸缩缝处的混凝土长期承受车辆荷载冲击与环境因素侵蚀，极易出现破损现象。常见表现为表面剥落、蜂窝麻面，严重时会产生贯穿裂缝甚至局部破碎。混凝土剥落致使骨料外露，钢筋失去保护，加速锈蚀进程；贯穿裂缝则破坏伸缩缝的整体结构强度，使其难以有效承受荷载传递。在车辆反复碾压下，破损区域不断扩大，形成恶性循环，极大削弱伸缩缝的正常功能，如图1（a）所示。

1.2 型钢变形

型钢作为伸缩缝的关键受力部件，在长期交变荷载作用下易发生变形。由于车辆制动、启动产生的水平力，以及超载车辆的集中荷载，型钢会出现扭曲、弯曲甚至断裂情况。型钢变形导致伸缩缝的伸缩功能受限，无法适应桥梁梁体的正常伸缩变形需求，进而引发梁体与伸缩缝连接处应力集中，加剧结构损伤，如图1（b）所示。

1.3 伸缩缝宽度不足

部分桥梁伸缩缝因设计不合理、安装误差或后期病害发展，出现伸缩缝宽度不足的问题。随着车辆荷载的持续作用，伸缩缝内杂物堆积、混凝土膨胀等因素，使得实际缝宽小于设计值。这会导致车辆通过时产生强烈颠簸，冲击力无法有效释放，对伸缩缝及桥梁结构造成更大的破坏。伸缩缝宽度不足还会限制梁体的自由伸缩，在温度变化时，梁体内部产生较大温度应力，影响桥梁整体稳定性，如图1（c）所示。

1.4 止水带老化断裂

止水带是伸缩缝防水的重要组成部分，但在长期紫外线照射、雨水侵蚀和温度变化影响下，极易发生老化断裂。老化后的止水带变硬、变脆，弹性丧失，无法紧密贴合伸缩缝两侧结构，导致防水功能失效。雨水通过断裂处渗入桥梁结构内部，加速梁体、支座等部件的腐蚀，缩短桥梁使用寿命。积水可能引发伸缩缝周边混凝土的冻融破坏，进一步加剧伸缩缝病害，如图1（d）所示。

1.5 病害产生的危害

如桥梁伸缩缝产生了上述病害，会给驾驶人员的行车安全带来严重危害。首先，这些病害会导致道路出现不平整的现象，车辆经过时，会出现颠簸的现象，有可能会导致安全事故的发生。对于桥梁自身，这些病害会加速桥梁的老化，降低其使用寿命，也增加了后期进行维修的成本。

2​桥梁伸缩缝病害成因分析

2.1 设计因素

在进行桥梁伸缩缝选型时，没有充分结合现场的实际情况选用了不符合该路段的伸缩缝，很有可能会导致出现病害问题。比如将适用于大跨度桥梁的模数式伸缩缝安装到了小跨径桥梁上，很有可能由于构造复杂和锚固系统冗余，导致出现应力集中现场，加速病害的发生。

2.2 材料因素

伸缩缝材料的性能直接影响其耐久性。混凝土方面，若水泥品种选择不当、骨料级配不合理，或水灰比过大，会导致混凝土强度不足、抗冻性和抗渗性差，易在冻融循环和雨水侵蚀下出现剥落、开裂。型钢材料的质量缺陷，如屈服强度不达标、耐腐蚀性不足，在车辆荷载冲击下易发生塑性变形和锈蚀。止水带多采用橡胶材质，普通橡胶在紫外线、臭氧作用下易老化，耐候性较差，长期暴露在大气环境中，会逐渐硬化、龟裂，失去止水功能。

2.3 施工因素

施工工艺不当是引发伸缩缝病害的重要原因。在伸缩缝安装过程中，若锚固钢筋焊接不牢固、混凝土振捣不密实，会降低伸缩缝与桥梁结构的连接强度，使其在车辆荷载作用下易松动、脱落。界面处理不规范，如凿毛深度不足、界面剂涂刷不均匀，导致新旧混凝土粘结力弱，出现分层、剥离现象。施工过程中对伸缩缝的定位不准确，或未按设计要求预留伸缩量，会使伸缩缝在运营阶段无法正常工作，加速病害发展。

2.4 环境因素

自然环境对伸缩缝的影响不容忽视。温度变化是导致伸缩缝损坏的关键环境因素，桥梁梁体会随温度升降产生伸缩变形，若伸缩缝不能有效适应这种变形，将在结构内部产生较大温度应力，造成混凝土开裂、型钢扭曲。降雨和潮湿环境会使止水带长期浸泡在水中，加速橡胶老化，同时雨水渗入伸缩缝后，若排水不畅，会在冬季结冰膨胀，对混凝土和型钢产生冻胀力，加剧结构破坏。空气中的有害气体、粉尘等污染物也会与混凝土、钢材发生化学反应，降低材料性能。

2.5 车辆荷载因素

日益增长的交通流量和超载车辆的频繁通行，对桥梁伸缩缝造成巨大冲击。车辆行驶时产生的动荷载，包括垂直冲击力、水平制动力和离心力，会使伸缩缝部件承受反复的交变应力。当车辆超载时，荷载超出伸缩缝设计承载能力，混凝土会因局部压溃而破损，型钢可能发生塑性变形甚至断裂。

2.6 养护管理因素

桥梁伸缩缝的日常养护管理不到位是病害加剧的重要诱因。部分地区因养护资金短缺、人员配备不足，无法对伸缩缝进行定期检查和维护。伸缩缝内杂物堆积未及时清理，会阻碍梁体正常伸缩，并在车辆碾压下对混凝土和型钢产生额外挤压。止水带老化、破损后未及时更换，使得防水功能丧失，雨水持续侵蚀桥梁结构。

3​工程案例分析——以区管农村桥梁管理养护项目为例

3.1 项目概况

区管农村桥梁管理养护项目位于嘉定区，项目为落实嘉定区管农村桥梁日常维修管理养护要求，需对105 座桥梁附属道路进行管理养护，包括：桥梁日常养护、巡查、完善桥梁基本状况卡片等。在该项目实施的过程中遇到了伸缩缝病害的问题，如何对这些伸缩缝进行处理是本项目的一个难点。

3.2 修复技术实施

3.2.1 破损部件拆除与清理

对于项目中出现病害的伸缩缝，首先使用机械和人工协同的方式，进行受损伸缩缝的拆除工作。在进行伸缩缝拆除时，当拆除到距离钢筋 2—3cm 时停止，避免过度拆除导致桥梁的受力钢筋遭到破坏，进而影响桥梁主体结构的稳定性。在进行拆除时，要使用高压水枪进行实时清理，确保伸缩缝的内部不存在任何污染物。

3.2.2 界面处理技术

拆除作业完成以后，对于伸缩缝两边的梁板和桥台等进行界面处理，主要通过涂刷界面剂，增强新老混凝土的粘结强度。对于界面剂选用环氧树脂类材料，涂刷时，使用滚涂并将涂抹的厚度控制在 。

3.2.3 伸缩缝装置安装

新伸缩缝采用 D80 型伸缩缝，安装时，控制伸缩缝中心线与桥梁中心线偏差不超过±10mm，型钢顶面与桥面高差保持在 ±2mm 以内。锚固系统采用预埋钢筋与焊接相结合的方式，焊接长度不小于10 倍钢筋直径。

3.2.4 止水带更换

选用遇水膨胀率 350% 的丁基橡胶止水带，通过定制 U 型夹具固定，夹具的间距控制在30cm_⨀ 。搭接处采用热硫化焊接，温度 160% ，压力 0.4MPa_⨀ 。

3.2.5 混凝土浇筑

修复用混凝土采用 C50 早强微膨胀混凝土，水胶比不大于 $0 . 3 5 。$ 并添加 5% 的 UEA 微膨胀剂，补偿混凝土收缩；掺入 2% 的高效减水剂，提高混凝土的流动性和强度。浇筑后，及时覆盖塑料薄膜保湿，并在2h 内进行土工布覆盖养护，养护时间 >7d 。

3.3 实施效果

修复工程完成后，桥梁伸缩缝病害得到有效治理：桥面平整度IRI 值由 4.5m/km 降至 1.8m/ km，达到优良标准；伸缩缝开合功能恢复正常，实测伸缩量误差控制在设计值 ±3% 以内。

4​伸缩缝病害预防措施

4.1 优化设计方案

在进行桥梁设计的时候，要充分考察该桥梁使用地的环境和桥梁类型等，根据调查结果选择最合适的伸缩缝。对于中小型的桥梁优先选择嵌固对接式伸缩缝，对于大型桥梁使用模数式伸缩缝，确保选型正确。对于伸缩缝设置的宽度要充分结合当地的温度和混凝土的类型，确保能有足够的伸缩空间。

4.2 强化施工管理

伸缩缝安装时，要严格规范安装的过程，确保安装的质量符合设计要求。安装时，锚固钢筋要焊接牢固、混凝土要振捣密实，避免混凝土出现蜂窝、麻面等情况。在进行界面剂处理时，要控制好界面剂的涂抹厚度，确保涂抹均匀。伸缩缝的安装精度也要严格控制，保证伸缩缝的中心线、高程和伸缩量都要符合设计的标准。

4.3 完善养护体系

桥梁伸缩缝的养护是确保不发生病害的最重要一环。在进行养护时，要制定详细的养护计划，包括巡检时间，安排的人员、检查的频次等。通过高频次全方位的养护，及时发现伸缩缝存在的病害问题。此外，定期将伸缩缝内部的垃圾、杂物等进行清理，确保桥梁的伸缩缝有足够的伸缩空间。对于检查过程中发现的老化、破损的伸缩缝要及时进行更换。

5 结论

综上所述，本文通过对桥梁伸缩缝常见病害及原因分析详细分析，并结合区管农村桥梁管理养护项目，针对该项目施工过程中遇到的伸缩缝病害问题，提出了相应的解决措施。处理结果显示，桥梁伸缩缝的病害问题得到了解决，桥梁的耐久性和安全性得到了提高，这也为后续类似工程的施工提供了技术参考。

参考文献

[1] 李挺 . 桥梁伸缩缝常见病害及处理、预防措施 [J]. 运输经理世界 ,2024,(28):142-144.

[2] 姚雪连 . 道路桥梁工程中的伸缩缝施工工艺探讨 [J]. 中国住宅设施 ,2025,(02):185-187.

[3] 黎津 . 桥梁工程的常见病害与养护对策分析 [J]. 交通科技与管理 ,2024,5(12):115-117.

[4] 朱春燕 . 桥梁伸缩缝的施工与其病害防治分析 [J]. 汽车周刊 ,2024,(07):36-38.