■郑庆平

（福建省交通规划设计院，福州 350004）

泉厦高速公路是我省第一条沿海高速公路，于1997年建成通车，全线双向四车道，是沈海高速的重要组成部分。近10年来，随着国内社会经济的高速发展和沈海高速公路福建段的全线贯通，泉厦高速原有车道数的通行能力已适应不了沿线交通量的增长。因此从2008年开始，泉厦高速进行了改扩建，并于2010年9月主体建成通车。扩建后，泉厦高速由原来的4车道拓宽到8车道，其中约有80%路段采用两侧直接拼宽的方式，其余路段由于受地形的影响，采用了分离式拼宽方式。对于整体拼宽路段，桥梁结构基本采用“上连下不连”的拼接模式，墩台处横向伸缩缝重新铺设。通车半年后，在日常巡查中发现整体拼宽桥梁多处桥头伸缩缝出现病害。

1 拼宽桥梁伸缩缝病害现状和特征

1.1 拼宽桥梁伸缩缝病害现状

泉厦高速扩建通车半年后，公路养护部门于2011年5～6月对拼宽桥梁的伸缩缝破损情况进行了跟踪调查，历次检查的伸缩缝损坏情况汇总如表1、表2。

表1 伸缩缝损坏数量统计表

表2 伸缩缝损坏位置统计表

1.2 拼宽桥梁伸缩缝病害特征

通过现场实地调查，发现本工程拼宽桥梁伸缩缝病害主要表现为预留槽混凝土局部破碎，部分伸缩缝型钢扭曲等。病害主要有以下几个特征：

（1）D40～D80型小位移量伸缩缝主要病害是出现预留槽混凝土破坏，个别大位移量伸缩缝出现伸缩条拉裂损坏和中梁扭曲变形。

（2）混凝土破坏绝大多数发生在桥台处，并且是台帽顶的预留槽混凝土出现裂缝，个别出现在梁板一侧；桥墩处发生的概率较小。

（3）桥台伸缩缝处C50钢纤维砼开裂松散的部位基本处于桥面第3车道（即重车车道）靠近新、旧桥拼接的位置。其他车道出现裂缝破碎情况较少见，伸缩缝的损坏与拼接部位密切相关。

（4）部分伸缩缝C50钢纤维砼存在有多条顺桥向裂缝，横桥向间距不一，有的裂缝已贯穿整个预留槽，裂缝宽度在0.2mm左右，有的深度已裂穿预留槽。

（5）拼接伸缩缝有多次简单修复后再损坏的情况发生。

图1 伸缩缝损坏实例

2 拼宽桥梁伸缩缝病害原因分析

通过实地勘察，对比分析桥梁伸缩缝病害位置特征，并结合本项目桥梁的拼宽模式，从设计与施工两大源头综合分析伸缩缝病害原因。

2.1 设计因素

（1）新旧桥梁拼接模式的局限性

本项目的拼宽桥梁采用了“上连下不连”拼接模式。这种模式下，桥梁上部形成整体，增加了主体结构的整体刚度，但分离的新旧桥梁间的基础沉降，对墩台处伸缩缝等附属构件，存在较为不利影响。

拼宽桥梁竣工后期，由于新旧桥梁墩台的各自不均匀沉降在墩台帽交接面会引起竖向变位，同时新旧桥梁上部结构因收缩徐变等不一致引起拼接处伸缩缝的平面变形，两者叠加最终使拼接处伸缩缝混凝土受力不均匀，从而容易导致伸缩缝处出现扭曲变形、拉裂病害。

（2）拼接处伸缩缝预留槽设计尺寸不合理

拼宽桥梁拼接处伸缩缝预留槽的尺寸大小直接影响伸缩缝结构的抗剪抗裂能力。本项目中，小位移桥台伸缩缝在两侧（梁板侧、台背侧）预留槽混凝土厚度尺寸不一，具体详见图2～3。

图2 伸缩缝台背侧横剖面图（单位cm）

图3 伸缩缝梁板侧横剖面图（单位cm）

可以看出在新旧桥拼接处，位于桥上（梁板侧）预留槽混凝土厚度最大达到40cm，并且在顺桥向与梁体连成整体；而位于台帽背墙顶的预留槽混凝土厚度仅为20cm，顺桥向宽度40cm，很明显拼接处台帽上的预留槽混凝土的刚度要小很多。

因此，桥台接缝处伸缩缝在新旧桥梁墩台发生不均匀沉降或在重载作用下，所产生的内力最先使背墙侧该薄弱处开裂并发展破坏。

（3）拼接处伸缩缝预留槽配筋不足

伸缩缝作为桥梁结构的附属工程，其结构受力分析经常被设计人员忽视。

在拼宽桥梁“上连下不连”这种模式下，有学者研究表明[2]，当伸缩缝梁板侧砼在新旧桥台处产生1mm的不均匀沉降时，产生的受压区压应力很小，受拉区拉应力比混凝土标准抗拉强度稍大，构件会产生细小裂缝。但在台背侧，1mm的沉降变形产生的最大拉应力和压应力远超混凝土的抗压、抗拉强度，很容易导致接缝处混凝土开裂。

（4）伸缩缝设计选型不当

本项目出现部分伸缩缝拉裂损坏和中梁扭曲变形，初步分析是新旧桥梁由于修建时间差距较长，其变形协调不一致，同时伸缩缝不满足老桥的伸缩变形量，从而导致病害出现。

另外伸缩缝厂家生产的产品一般不含封头钢板，如果施工中施工模板安装不到位，则易造成端部混凝土跑模漏浆的缺陷，进而影响伸缩缝槽混凝土浇注质量，降低混凝土强度。

2.2 施工因素

（1）施工控制不到位

根据调查，部分梁端间隙尺寸明显超标，极端的可达设计值的3～4倍，此将导致伸缩缝砼纵向悬空较多。部分沥青桥面铺装不平整，在伸缩缝处纵向范围形成1～3cm甚至更深的凹坑，加大了汽车经过伸缩缝时的跳车和冲击力。这些本应避免的施工问题给伸缩缝结构带来的附加力很容易导致伸缩缝及预留槽砼出现病害。

（2）施工管理不到位

施工过程监管不力。施工班组对设计中要求的植筋、补筋未施工到位。因植筋缺漏、位置不对、深度不够等导致“浮筋”、“浮伸缩缝”现象，造成伸缩缝与梁体、桥台的连接不牢靠而损坏；同时横向抗裂钢筋出现少布和位置下沉的情况，也大大降低了伸缩缝处混凝土的抗裂性能和伸缩缝的寿命。

新旧桥拼接处出现桥头搭板漏设或搭板基础沉降未处理。此类情况发生常导致台后的沥青路面与伸缩缝处混凝土路面形成纵向台阶高差，或新桥侧的路面与旧桥侧的路面形成横向台阶高差，在车辆经过台阶时的持续跳动冲击下，伸缩缝处混凝土开裂而损坏。

另外，伸缩缝预留槽的表面凿毛、清理、整平等工作不到位，影响了施工质量，容易使预留槽混凝土与台背混凝土无法协同受力。

（3）施工后期养护不到位

赶工期、浇注混凝土时温度过高、浇筑后养护时间不足或养护不到位也是伸缩缝出现病害的原因之一，此类预留槽混凝土表面容易出现均匀的细裂纹。

（4）施工外围环境影响

由于道路保通需要，大部分桥梁拼宽施工都是采用边通车边施工伸缩缝的施工组织方案，施工期间车辆震动对伸缩缝预留槽混凝土的养护造成不利影响。

3 拼宽桥梁伸缩缝病害修复方案

根据上述分析，对本工程病害分类后提出以下处置方案。

（1）对于出现纵向裂缝或沉降开裂的部分，先凿除局部破碎的预留槽混凝土，检查病害处桥头搭板损坏或脱空情况。若搭板脱空，则应采用砼填补或灌注水泥砂浆；若发现桥头搭板漏设或损坏，则须按原设计先行补设。

（2）在第三车道拼接处附近出现的病害，则需通过结构分析，并适当加大台背侧接缝处伸缩缝砼截面尺寸。经计算，背墙侧接缝处伸缩缝砼截面尺寸拟取40cm×40cm，并配足够的抗剪钢筋。横桥向凿除时加宽范围可加大50～100cm，补强时伸缩缝槽砼宜采用微膨胀砼。横向抗裂钢筋难以修复到位的宜增设表层防裂钢筋网，具体详见图4。

图4 预留槽改造立面（台帽侧）（单位cm）

（3）对不满足梁体变位而导致伸缩缝拉裂或扭曲变形的，经计算可采用大一级位移量伸缩缝替换原伸缩缝，以加大其协调变形能力。更换的伸缩缝成品增加封头钢板设计（厚度6mm），以避免安装施工时伸缩缝槽砼跑模漏浆。

（4）加强施工管理和施工质量控制。施工时应确保伸缩缝砼的截面尺寸，做好伸缩缝预留凹槽清理和检查预埋钢筋的数量、间距、尺寸；检查施工模板是否安装到位、缝隙是否严密，以避免出现跑浆、漏浆、不密实或混凝土进入伸缩缝位移控制箱内（导致无法自由伸缩）等混凝土浇筑质量问题；振捣到位以确保新旧砼结合良好，新浇砼质量可靠；重视桥面施工的平整度和施工后期的养护工作。

（5）修复过程应做好现场数据及影像数据的记录与存档工作。

经过修复，本项目拼宽伸缩缝病害问题未再次出现。

4 结束语

在工程实践中伸缩缝的损毁几率比其他构件更大，在拼宽桥梁上表现尤为突出，由此也影响到桥梁行车安全和养护成本。“上连下不连”拼宽模式下的桥梁伸缩缝，与整体式桥梁相比，结构设计更特殊，施工环境更复杂。因此，对于拼宽桥梁的伸缩缝，在设计施工之初要考虑到：

（1）结合地质情况选用合理的基础方案，尽量延长拼宽桥梁墩台的预压时间和适当提高预压重量，以减少新旧桥梁的墩台沉降差。

（2）适当加大伸缩缝预留槽混凝土的结构尺寸。特别是新旧桥梁台背交接处，可通过加大预留槽砼尺寸，大大提高截面的刚度，来承受新旧桥台沉降差异产生的内力。

（3）重视结构分析，充分考虑拼接桥梁“上连下不连”的结构特点，进行拼接处伸缩缝的受力分析，并根据计算结果适当加强配筋，尤其是表面抗裂钢筋网。

（4）拼宽桥梁伸缩缝选型时，对计算的伸缩量要留有足够的变形富余，以满足新旧桥梁的非同步变位。

（5）施工队伍要专业化。安装质量好坏直接影响者伸缩缝的使用性能。而伸缩缝预留槽一般工作面小，预埋钢筋密集，建议由厂家提供专业安装队伍统一施工，以保证施工质量。

（6）施工过程加强与设计的协调和施工质量控制。施工前应及时与设计单位反馈现场是否存在预埋钢筋、搭板缺漏，桥头搭板是否损坏或脱空情况，以便采取相应处理方案先行处治，不为后续伸缩缝安装留隐患。

（7）重视伸缩缝混凝土养生。混凝土初凝后应及时覆盖保湿养生，终凝后洒水养生，养生期一般不少于7天；严禁砼强度达到设计强度前开放交通。未能按要求进行养生或养生时间偏短，均易导致混凝土强度明显不足而加快了伸缩缝的损坏。

[1]JTG/TF50-2011.，公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2011.

[2]刘丹，吴文清.某高速公路桥梁拓宽后伸缩缝锚固区混凝土破坏原因分析[J].现代交通技术，2008，（1）：41-43.