浅析卢浦大桥大位移伸缩缝的主要病害和更换施工技术

浅析卢浦大桥大位移伸缩缝的主要病害和更换施工技术

赵毅

上海市政养护管理有限公司（邮编：201103）

摘要：伸缩缝直接影响桥梁的使用寿命、影响行车安全，伸缩缝的损坏会使桥梁受到车辆冲击荷载的增加﹐使桥面铺装层逐渐破坏。本文主要阐述了卢浦大桥大位移伸缩缝的结构形式和主要病害，分析了伸缩缝损坏的原因，并且提出了伸缩缝更换施工技术措施，保证卢浦大桥的安全通行，同时为桥梁伸缩缝病害的维修提供参考。

关键词：大位移伸缩缝、主要病害、原因分析、技术措施

1 前言

2003年6月28日建成通车的卢浦大桥，位于上海市区南北中轴线的南端，北起浦西鲁班路，跨越黄浦江，南至浦东济阳路，全长3900米，其中主桥全长750m，是上海市重要越江桥隧之一。卢浦大桥在主桥浦东、浦西过渡墩处设有2处480型大位移伸缩装置，在中跨的拱粱相交位置设置有2处320型大位移伸缩装置，主要承担着主桥和主跨的纵向伸缩变形。

卢浦大桥通车至今，伸缩装置已使用近20年，病害整体呈现逐步加剧的特征。伸缩装置的整体结构性能老化下降导致行车经过时产生抖动，对桥面行车安全产生影响，同时产生的异响也影响到了周边居民的生活环境；中钢梁已无法实现桥梁梁体热胀冷缩位移的均衡，各部件的变形及松动致使伸缩装置的受力不平衡，增加了伸缩装置结构的磨损，严重时极可能导致伸缩装置的断裂，影响大桥结构安全。故卢浦大桥大位移伸缩装置必须及时维修更换。

2 大位移伸缩缝的结构形式

卢浦大桥在主桥浦东、浦西过渡墩处设有2处480型大位移伸缩装置，在中跨的拱粱相交位置设置有2处320型大位移伸缩装置，主要承担着主桥和主跨的纵向伸缩变形。

大位移伸缩装置均为模数式伸缩装置，主桥辅助跨两端的480型伸缩装置可分为四段，分别位于浦西引桥、 浦东引桥、内环下匝道、内环上匝道，四段480型伸缩装置总长为55.45m。两处主跨拱梁结合部组合的大位移伸缩缝装置，平面布置呈“Ω”型，为320型模数式伸缩装置，总长为51.12m。伸缩缝示意图及结构图如下：

3 大位移伸缩缝的主要病害

（1）异响、抖动

全部4条伸缩装置能听到异响，特别是浦西处480型伸缩装置异响严重、当异响加剧时，说明伸缩装置的整体结构性能老化下降，零部件之间的载货传递出现间隙。

（2）中梁钢间隙不均匀

中梁钢是与路面车辆直接接触的载体，传递车辆载荷，实现桥梁梁体热胀冷缩位移的均衡，设计中梁钢之间的最大间隙为80mm。现全桥4条大位置伸缩装置都出现间隙不均匀的状况。

（3）位移分配器错位、脱落

位移分配器是橡胶元件，实现中梁钢车辆冲击的平均位移，其在长时间频繁的工作状态下，会发生自身剪切力疲劳及老化。目前，30%~40%的橡胶位移分配器已经脱离及严重变形。

（4）压紧支座脱落、松动

承压支座和压紧支座是连接伸缩装置中梁和横梁的载体，使其中梁钢在横梁钢上整体滑动，承压支座位移中梁和横梁之间，作用于车辆载货的传递，压紧支座作用于U型箱体和横梁之间，使其箱体在横梁间自由滑动。

目前，承压支座和压紧支座出现松动现象，部分配件脱落，使其中梁横梁无法全面接触，如弹性元件损坏严重，滑动箱体的垫块也有不少松动和脱落现象。

4 大位移伸缩缝损坏的原因分析和不良影响

（1）原因分析

1）控制弹簧使用已达10年时间，在荷载的长期作用下，使其老化加速，控制弹簧已经完全失效，失去弹性后没有减震的作用。

2）伸缩缝内部结构出现松动导致伸缩缝行车时出现异响。

3）位移箱体的垫块在长时间传递车辆荷载的频繁冲击，螺栓和垫块之间产生间隙，使其不密实发生松动。

（2）不良影响

1）控制弹簧是作用于中梁钢的内部构件，使其中梁钢实现平均位移，控制弹簧一旦失效，会导致中梁钢位移不均而长期承受剪切力，最后导致中梁断裂。

2）L型箱体与中梁间由于有空间间隙，会出现中梁钢弹跳，发出异响，并且出现跳车现象，中梁长时间跳动会导致其断裂。

5 大位移伸缩缝更换施工技术措施

（1）原伸缩装置拆除

桥面混凝土凿除前，须据采用路面切割机将原伸缩缝两侧混凝土部分与桥面沥青路面进行切割，确保凿除时不损坏原有路面。槽口混凝土凿除时，尽可能保护原有结构中预埋钢筋或钢板。临近槽口边缘处，不得采用大型机械设备开凿，应通过人工挖凿，避免损伤槽口外的主体结构。由于在市中心夜间施工，混凝土凿除时需采用防尘隔音措施，尽可能减小对周边居民和环境的影响。同时，在施工区域的桥梁外侧及下部，应设置全封闭防抛网，避免施工期间的高空坠物。

（2）过渡钢板设置

过渡钢板的支架根据现场实际情况进行布置，采用的H型钢或槽钢须与原结构可靠固定。桥面过渡钢板与支架尽可能采用螺栓连接，以便于快速拆装。过渡钢板的铺设应平整牢固，确保白天车辆通行的稳定安全。

（3）锚固系统设置

尽可能利用原有结构中的预埋钢筋或钢板，必要时采用植筋，植筋胶必须采用A级胶，胶体性能须满足《混凝土结构加固设计规范》。

（4）伸缩装置标高的设置

可以按照路面标高将伸缩缝外表面安装标高进行明确，然后预留两侧留有标高基准（伸缩缝与路面二者标高一致），伸缩缝要根据标高基准进行安装施工（即伸缩缝的上平面必须与路面的上平面平齐）。钢箱梁端伸缩装置托架的焊接按照伸缩装置设计图纸，定位钢箱梁端伸缩装置托架位置，并进行托架的焊接。

（5）安装伸缩缝的前期准备工作

1）查验伸缩装置

  首先，检查施工设计图纸（由设计单位/供应商提供），然后，核对与伸缩缝装置有关的型号、规格、配件等是否符合施工设计图纸。如果运抵现场的伸缩缝装置不是完好的一条，则需分段查验伸缩装置的规格、型号。

2）查验预留槽口

根据施工图纸查验伸缩缝的槽口宽度、深度及梁端间隙，确保伸缩装置的安装空间。如果槽内砼表面有浮浆，第一步，要进行凿毛处理；第二步，使用机器清除灰渣。在处理预埋钢筋表面砼时，如果发现预埋钢筋和锚筋或型钢存在接触面积，可将钢筋割断，然后弯到型钢下处。

3）设备的安装前期准备

使用设备清单查验是否安装设备全部到位，比如，用于吊伸缩缝装置的吊装设备，用于焊接槽钢的焊接设备等。

（6）吊装伸缩装置

首先，将槽钢焊接在伸缩装置的弓型卡处，用来调平。然后，根据实际情况选择吊装方法。接下来，正式对伸缩装置进行吊装。最后，对吊点的受力部位进行查看，且仔细观察吊绳受力变化。这样才能在安全的前提下，顺利将不变形的伸缩装置平衡地吊装上去。

（7）调平伸缩装置

设计标高是明确安装标高的重要数据。安装标高确认以后，安装的密度为1个/米。吊装伸缩装置结束后，再次使用量具查验伸缩缝标高。不符合要求的情况下需重新调整。要确保伸缩缝装置的直线度、中心线、平整度、标高符合设计要求。

（8）焊接伸缩缝装置

在设计图纸的指导下，沿着顺桥向的随意一点进行焊接，为了确保安装位置和梁体不发生位移，可在伸缩缝长方向提前焊接锚筋组。伸缩缝焊接完成以后，要清除焊渣，避免影响砼浇筑。

焊接逆桥方向时，要继续查验伸缩缝的相关数据，还要确保伸缩缝间隙能满足时下温度的变化。查验结束后，继续焊接顺桥方向一端，另外，活动端的强度需要反复地确认。

焊接完成后，立马进行伸缩缝自由伸缩试验，然后焊接伸缩缝装置另一端的钢筋。

（9）设置模板

模板的几何尺寸是由伸缩缝型钢下平面至预留槽口底部的长度决定的。伸缩缝型钢型腔内不要混入混凝土，模板要和梁端紧贴，避免在浇混凝土时预留槽漏浆。

（10）调整钢筋网的位置

架设伸缩装置混凝土保护带的钢筋网（用Φ8圆钢，网格尺寸为100x100mm）要在型钢顶面下30mm处，采用两侧相互交错方式焊接型钢，避免型钢变形，每隔一米设置Φ10mm竖钢筋与预埋钢筋和锚筋组焊接用于固定钢筋网片。

（11）浇筑超早强C60钢纤维砼

确保焊接部位和预留槽内的整洁。浇筑标定好的混凝土浇入伸缩缝槽内并达到路面标高，浇筑时要防止砂浆深入伸缩缝装置内部（尤其注意混凝土不要挤入型钢的型腔内），与此同时，确保钢梁底部的砼振捣密实。超早强C60钢纤维砼2小时强度大于等于35兆帕，浇筑两小时后放行交通。

6 结语

伸缩缝直接影响桥梁的使用寿命、影响车辆的行车安全，虽然桥梁伸缩缝装置要求应适应、满足纵、横、竖三向变形，同时应具有可靠的防水、排水性能符合注满水24h无渗漏，在正常设计、使用年限不应低于15年，当桥梁处于重要路段或伸缩装置结构特殊时﹐伸缩装置设计使用年限宜适当提高，但是伸缩缝装置在运营10年内的破坏率依然很高。因此在桥梁施工、维修养护上存在的问题也较多[2]。希望通过本文对桥梁伸缩缝破坏的原因分析、病害及表现形式的阐述，且对桥梁伸缩缝相应的施工技术措施的介绍，为技术人员及管理人员对于桥梁伸缩缝病害的预防、处理提供相关经验，并为减少桥梁伸缩缝病害提供参考。

参考文献：

[1]《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》（JT/T327-2016 )[S].北京.人民交通出版社，2016.

[2]平瑞锋﹐张会礼，吴漫.桥梁加固施工管理技术指南[M].中国建筑工业出版社，2017 : 23~25