桥梁伸缩缝病害成因及防治技术研究

一、桥梁伸缩缝的类型与功能

1.1 桥梁伸缩缝的常见类型

桥梁伸缩缝是为适应桥梁结构因温度变化、混凝土收缩徐变、车辆荷载等因素引起的变形而设置的构造。常见的桥梁伸缩缝类型主要有以下几种：

（1）模数式伸缩缝：由中梁钢、边梁钢、密封橡胶带、位移控制系统等组成，伸缩量大，行车平稳，多用于大跨径桥梁。

（2）梳齿板式伸缩缝：由梳齿形钢板相互搭接构成，具有伸缩灵活、行车舒适、防水性能好等特点，适用于各种跨径桥梁。

（3）橡胶式伸缩缝：利用橡胶材料的高弹性来适应桥梁的伸缩变形，结构简单，安装方便，成本较低，常用于中小跨径桥梁。

（4）无缝式伸缩缝：采用特殊弹性材料填充伸缩缝部位，形成连续的行车表面，具有防水、防尘、行车舒适等优点，但伸缩量相对较小。

1.2 桥梁伸缩缝的功能需求

桥梁伸缩缝在桥梁结构中发挥着至关重要的作用，其功能需求主要体现在以下几个方面：

（1）适应变形：能够自由伸缩，适应桥梁因温度变化、混凝土收缩徐变、车辆荷载等引起的伸缩变形，保证桥梁结构的整体性和稳定性。

（2）传递荷载：将车辆荷载均匀地传递到桥梁结构上，避免因局部受力过大而损坏桥梁结构。

（3）防水防尘：有效阻止雨水、杂物等进入桥梁结构内部，防止钢筋锈蚀和混凝土劣化，延长桥梁的使用寿命。

二、桥梁伸缩缝病害成因分析

2.1 设计因素

（1）伸缩量计算失误：设计时对桥梁因温度变化、混凝土收缩徐变、车辆荷载等产生的伸缩量预估不准确，导致伸缩缝规格与实际需求不匹配，过大易造成杂物堆积、橡胶条损坏，过小则会使伸缩缝受挤压变形。

（2）构造设计缺陷：伸缩缝构造设计不合理，如锚固系统设计薄弱，难以承受车辆荷载反复作用，易出现锚固件松动、脱落；排水设计不佳，积水会侵蚀伸缩缝部件，加速其损坏。

（3）与桥梁整体协调性差：未充分考虑伸缩缝与桥梁主体结构在变形、受力等方面的协调性，导致两者连接处应力集中，引发裂缝、错台等病害。

2.2 材料因素

（1）橡胶材料老化：伸缩缝中的橡胶密封条等橡胶部件，长期暴露在自然环境中，受紫外线、臭氧、雨水等作用，易发生老化、硬化、开裂，失去密封和缓冲作用。

（2）钢材质量不佳：若伸缩缝使用的钢材强度不足、韧性差或存在锈蚀隐患，在车辆荷载和自然环境作用下，易出现变形、断裂，影响伸缩缝的正常使用。

（3）其他材料缺陷：如伸缩缝填充材料质量不稳定，填充不密实，易出现空洞、脱落，导致防水性能下降，引发内部结构损坏。

2.3 施工因素

（1）安装精度不足：伸缩缝安装时位置偏差、标高控制不当，会使伸缩缝与桥面衔接不平顺，车辆通过时产生冲击，加速伸缩缝损坏。

（2）焊接质量差：伸缩缝与预埋钢筋的焊接不牢固，存在虚焊、漏焊等问题，在车辆荷载作用下，焊接部位易开裂，导致伸缩缝松动、变形。

（3）混凝土浇筑缺陷：伸缩缝周边混凝土浇筑不密实，存在蜂窝、麻面等缺陷，降低了混凝土的强度和耐久性，易出现裂缝、剥落，影响伸缩缝的锚固效果。

2.4 使用与维护因素

（1）超载车辆通行：大量超载车辆频繁通过桥梁，使伸缩缝承受的荷载远超设计值，加速伸缩缝部件的磨损、变形和破坏。

（2）日常清洁不足：伸缩缝内杂物堆积，如泥沙、垃圾等，会阻碍伸缩缝的正常伸缩，同时还会磨损橡胶密封条等部件，影响其密封性能。

（3）维护不及时：对伸缩缝出现的病害未能及时发现和处理，如橡胶条损坏

未及时更换、锚固件松动未及时加固等，会导致病害进一步发展，影响桥梁的安全运行。

三、桥梁伸缩缝病害防治技术研究

3.1 设计优化措施

（1）精准计算伸缩量：综合考量桥梁所处地区温度变化范围、混凝土收缩徐变特性、交通流量及荷载等级等因素，运用科学计算方法，精确确定伸缩缝伸缩量，确保选用的伸缩缝规格与桥梁实际需求适配。

（2）优化构造设计：强化锚固系统设计，采用高强度、耐疲劳的锚固件，并优化其布置方式，提高锚固稳定性；改进排水设计，设置合理的排水坡度和排水通道，防止积水侵蚀伸缩缝部件。

（3）增强整体协调性：在设计阶段充分考虑伸缩缝与桥梁主体结构在变形、受力等方面的协调性，通过有限元分析等手段，优化连接部位构造，避免应力集中。

3.2 材料改进与应用

（1）研发高性能橡胶材料：开发具有良好耐老化、耐臭氧、耐紫外线性能的橡胶材料，延长橡胶密封条等橡胶部件的使用寿命，确保其密封和缓冲功能稳定。

（2）选用优质钢材：采用高强度、高韧性、耐腐蚀的钢材制作伸缩缝的金属部件，提高其抗疲劳性能和抗变形能力，减少因钢材质量问题导致的病害。

（3）应用新型填充材料：选用具有良好粘结性、弹性和耐久性的新型填充材料，确保伸缩缝填充密实，提高防水性能，防止内部结构损坏。

3.3 施工质量控制要点

（1）严格把控安装精度：在伸缩缝安装前，精确测量放样，严格控制安装位置和标高，确保伸缩缝与桥面衔接平顺，减少车辆通过时的冲击。

（2）确保焊接质量：加强对伸缩缝与预埋钢筋焊接过程的监控，采用合适的焊接工艺和参数，确保焊接牢固，无虚焊、漏焊现象，并进行焊接质量检测。

（3）保证混凝土浇筑质量：严格按照混凝土配合比进行浇筑，采用分层振捣的方式，确保伸缩缝周边混凝土浇筑密实，无蜂窝、麻面等缺陷；浇筑完成后及时进行养护，保证混凝土强度正常增长。

（4）加强施工过程监管：建立健全施工质量管理体系，加强对施工人员的培训和考核，规范施工操作流程，对关键工序进行旁站监督，确保施工质量符合设计要求。

3.4 使用与维护管理策略

（1）限制超载车辆通行：加强对桥梁交通的管理，设置限载标志，利用称重设备对过往车辆进行检测，严禁超载车辆通行，减轻伸缩缝的荷载压力。

（2）定期清洁伸缩缝：制定清洁计划，定期对伸缩缝内的杂物进行清理，可采用高压水枪冲洗、吸尘设备吸除等方式，保持伸缩缝内部清洁，确保其正常伸缩。

（3）及时维护病害：建立桥梁伸缩缝定期检查制度，及时发现并处理病害，如橡胶条损坏及时更换，锚固件松动及时加固，防止病害进一步发展。

四、结论

桥梁伸缩缝病害成因复杂，设计、材料、施工及使用与维护等多方面因素均会对其产生不良影响。通过采取针对性防治技术，如设计上精准计算伸缩量、优化构造并增强整体协调性，材料上研发高性能橡胶、选用优质钢材和应用新型填充材料，施工时严格把控安装精度、焊接质量、混凝土浇筑质量并加强过程监管，使用与维护方面限制超载车辆通行、定期清洁、及时维护病害以及加强养护人员培训等措施，可有效减少桥梁伸缩缝病害的发生，保障桥梁的安全稳定运行，延长桥梁使用寿命，降低后期维护成本，为交通运输的顺畅提供坚实保障。

参考文献

[1]任伟.(2020).常见桥梁伸缩缝的病害原因分析与维修处理[J].四川建材,(007).

[2]邓超新.(2021).公路桥梁伸缩缝病害的成因及防治[J].交通科技与管理,(023).