新型铰缝在重载交通道路桥梁设计中的应用研究

时间：2024-07-28

(湖南省第二工程有限公司, 湖南长沙 410000)

经济的发展是导致桥面铰缝过早损坏的一个主要原因。现在，由于经济的提升，重载交通越来越发达，一些能承载大吨位的运输车越来越多。其中运煤路线的情况尤为严重，甚至有的载重量高达上百吨，也正是如此，导致桥面铰缝的使用寿命大大降低。因此，设计工程师面临的主要问题就是怎样从设计方面来增加桥面铰缝的使用时间，以此使运输过程中的安全隐患得到解决。

1 铰缝损坏的原因

当有重载车辆行驶在路面时，铰缝会由于压力的作用瞬间变形，即使铺装层分散了一部分的荷载，但大部分的荷载还是位于铰缝上。由于混凝土的抗压强度远大于抗拉强度，所以，经过重载的反复作用，使得铰缝中的混凝土损坏，最终导致脱落。

从上面的分析我们可以知道，要想使铰缝不容易损坏，设计中最重要的就是怎样才能使铰缝的抗剪和抗变形能力得到增强。从设计角度针对提高铰缝的抗剪能力我们可以添加一些纵向钢筋，针对提高铰缝的抗变形能力我们可以把铰缝的混凝土以及行车道板融为一体，增强整体的抗变形能力，同时抗剪能力也得到了提高。这两种能力得到了提高，铰缝就不会被过早的损坏了，也就很难破碎了。

2 新型铰缝的设计方法

对铰缝易破损这一缺点，有关技术人员进行了详细的探讨和分析，并提出了一种新的设计方法。

下面是对新型铰缝设计的主要内容:

①按照要求内对铰缝内壁进行凿毛处理。

②对桥面和板上部的钢筋中间焊接一个单面长15厘米的焊缝，使其形成整体的受力。

③在两个N13之间搭接钢筋，并且使用单面焊接的方式，焊接一个长15cm的焊缝。

④对N14进行绑扎以及与N13钢筋完成对焊之后，冲洗铰缝中的杂物，就可以使用振捣棒在铰缝中注入小石子混凝土了，在这一过程中切记不要人工插捣，经过一些列的操作之后，就可以形成一个整体了。

3 针对新型铰缝应用的措施

针对铰缝易损坏这一缺点，设计工程师不仅重新提出了新型铰缝的设计方法，针对它在重载交通道路桥梁中的使用，又提出了相对的应对处理措施。

3.1 对铰缝进行清理

在注胶前要清理破损铰缝内的混凝土。清理时，首先使用电动钢丝和电钻的方法，把铰缝中松散的混凝土清理出来，然后采用高压水清理铰缝内的杂物，等到板缝内干燥之后就可以注胶了。

3.2 处理铰缝底面

为了增加桥梁板底的粗糙程度，使砂浆和板底能够更好地连接，我们经常使用人工抛凿的办法来处理桥梁底部。在抛凿前，要先进行打毛，然后使用手锤或者电锤的办法，对混凝土进行打磨，直到把混凝土的表面打出麻点，形成一个横向的凹槽，最后使固砂浆和底板结合。

3.3 对铰缝注胶

经过对铰缝的处理后，在干净的铰缝中加入固胶，经过固化之后，相邻的空心板就可以形成一个整体。判断铰缝中固胶的是否充满和铰缝的密封性在施工过程中都是非常困难的。为了更加顺利方便的在铰缝内加入胶液，要在距离铰缝填料10mm的地方插入三根管。

为了不让铰缝中的加固胶掉落，要对铰缝底板进行密封。在密封时，要把封口胶和塑料板等几种材料结合到一起使用，还要把两端头进行密封。对板缝注胶时，要使用专业的办法分两次注胶。第一次，当测量管流胶时，就证明固胶已经充满了板缝，就可以停止了，与此同时要把测量管和注胶管清空。等第一次注入的固胶固化之后就可以进行第二次注胶了，直到板缝两端的固胶渗出时就可以停止注胶了，为了使注入的固胶能够充分的充满裂缝，等对纵向裂缝做了一些处理之后，就要进行再次注胶了。等到两次注胶的胶液固化后，道路板面就成为一个整体了。

3.4 道路桥梁表面的整体性

为了使道路桥梁表面的整体性增强，抛凿时，可以把钢筋网和高强砂浆结合到一起。在道路桥梁底面植钢筋前，要先了解清楚空心板中钢筋的分布情况，画出详细的分布图，由画好的分布图找到合适的钻孔位置。钻孔不要和钢筋的位置重合是保证安全的重要一步，而且还要把孔内的杂物清理干净。

为了使板底的混凝土能够充分的吸收水分，但表面依然保持干燥的状态干燥，对此，我们可以在梁底的混凝土中喷射高强度聚合物砂浆，而且还要不间断的进行喷水。把1mm界面剂通过气泵的方式均匀地喷涂到板底，使抗流挂砂浆和板底粘的更加牢靠，之后就可以喷抹砂浆了。

喷抹砂浆大致分为三个步骤。第一步，在混凝土表面喷砂浆，形成砂浆层。第二步，经过十小时之后，在合理的范围内，把砂浆挤到与砂浆层平齐位置的钢筋网格处，这一步的处理需要人员和机器的共同处理。第三步，等砂浆凝固后，合理的设计砂浆的厚度，然后进行抹平。然后在之后的一周内，就要及时对砂浆层洒水，使砂浆层保持湿润。至此，喷抹砂浆就完成了。

4 铰缝的检测和预防

目前主要通过荷载实验或者是目测的方法对铰缝的结构进行检测，来判断铰缝是否受损。荷载试验法判断铰缝受损的方式主要是对横向分布系数经过详细的分析，判断传递剪力是否正常，但是这种方式需要花费大量的金钱，所以很难在大面积内施行。目测法判断铰缝被破坏主要体现在两方面。一是铰缝处渗水，二是桥面开裂。但是这种方式也比较难施行，如果封闭道路施工就会产生巨大的浪费，而且要重新对铰缝进行凿除，就会造成铰缝无法修复。

如果在施工过程中我们发现多处铰缝被损坏，存在较严重的渗水情况，这时我们就需要找到专业的机构来解决此事。专业机构通过对铰缝相对位移的测试结果进行分析，从而来判断铰缝在实际的交通道路过程中铰缝的受损情况。

经过仔细分析检测的结果，针对性的提出解决措施，同时也不要忽略维修过程中道路的通畅性。施工完成后，通过对相对位移的最大值与之前相比较，没有发生很大的变化，而且长时间内也没有发生渗水的现象，因此一段时间过后再次进行检测，就可以发现铰缝的结构相比与之前有了很大的改善，耐用性也有了相对的提高。