【公路科普】梳齒板式伸縮裝置典型病害及原因分析

發(fā)布時間：2016/03/30 09:56:13瀏覽：5982

        梳齒板式伸縮裝置主要由梳齒板、錨固螺栓、防水結(jié)構(gòu)等組成。兩塊梳形板交錯組合成沒有間隙的連續(xù)體，模塊化設(shè)計(jì)，安裝便捷，維修時只需將已損壞部分，不必封閉交通。其使用特性表現(xiàn)如下：
       （1）車輛經(jīng)過時沒有沖擊，行車平穩(wěn)，噪音與在路面行駛幾乎沒有差別。
       （2）防水使用壽命短，易漏水。
       （3）螺栓易斷裂引起伸縮裝置失效。螺栓是梳齒板式伸縮裝置最薄弱的環(huán)節(jié)，安裝時螺栓直接錨固在混凝土上，然后安裝齒板，最后旋緊螺母即可。產(chǎn)品運(yùn)營時，齒板在螺栓作用下，與下面的混凝土緊貼，當(dāng)車輛經(jīng)過時，一側(cè)梁端由于車輛的重量增加使安裝于梁與墩臺之間的支座下沉，梳齒板對前后兩個螺栓形成拉力作用，車輛輪胎的向前滾動對齒板產(chǎn)生向后的剪切牽拉作用力由混凝土之間的摩擦阻力與螺栓共同承擔(dān)。

       綜上所述，螺栓受到拉壓、剪切的綜合作用，螺栓對綜合應(yīng)力進(jìn)行剛性抵抗，因反復(fù)疲勞受力，螺栓發(fā)生塑性變形，其結(jié)果其一是螺栓上的螺紋被破壞螺母脫，其二是混凝土握裹力不足，錨固螺栓松脫，其三是螺栓疲勞斷裂，最終結(jié)果導(dǎo)致齒板松脫，伸縮裝置失效。
       典型病害及原因
     （1）螺栓失效。
       螺栓是梳齒板式伸縮裝置中截面最小，受力最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此，螺栓最容易失效，其失效有斷裂、滑脫兩種形式。究其原因主要存在以下五個方面：
       一是，在安裝時，先將螺栓預(yù)埋在混凝土中，再用螺母將梳齒板上緊在混凝土面上即完成。因此，伸縮裝置在運(yùn)營是進(jìn)緊貼混凝土表面的，混凝土、螺栓、梳齒板三者之間是剛性錨固的。然而，基礎(chǔ)沉降、預(yù)應(yīng)力張拉及松弛、混凝土收縮徐變等會引起結(jié)構(gòu)變形，從而造成了原已是平面的變得不再在一平面上，即產(chǎn)生了三維的變形。

       二是，當(dāng)車輛經(jīng)過時，車輛的重量會使其所在的梁端產(chǎn)生一定的下沉量，兩塊梳齒板之間產(chǎn)生了高度差，當(dāng)車輪從一塊梳齒板滾動到另一梳齒板時，高出的一塊梳齒板被告下壓，其另一側(cè)會上撓，此時螺栓被拉伸或壓縮一次，車輪滾動時的摩擦力使梳齒板呈相反的作用力，這一作用力由梳齒板與混凝土之間的摩擦力與螺栓共同承擔(dān)，即車輛經(jīng)過伸縮裝置時，螺栓受到拉壓力與剪切力的綜合作用。每一車輛通過，伸縮裝置螺栓將受綜合力作用兩次。交通流量大的橋梁，螺栓受到極其頻繁的沖擊。
       三是，一片梁多個支座橋梁中一般縱向活動支座的側(cè)邊設(shè)雙向活動支座，目的是滿足當(dāng)溫度變化梁體沿寬度的變形，而一般的梳齒板式伸縮裝置均沒有考慮這種寬度的變形實(shí)際需要，所以當(dāng)梁體寬度變形時，全部由伸縮裝置螺栓抵抗變形，因此螺栓將被混凝土剪斷?，F(xiàn)代橋梁越來越寬，越寬的梁體，這一矛盾越突出。
       四是，當(dāng)混凝土對螺栓的錨固不足時，螺栓在頻繁的綜合力作用下，從混凝土中脫出，伸縮裝置失效。

       五是，伸縮裝置固定所用螺母在汽車沖擊情況下易松脫，使齒板松動，從而使錨固螺栓承受動荷載，加速其破壞。
     （2）漏水，其原因有：
       一是，防水結(jié)構(gòu)不合理，有的廠商使用防水油膏，這種油膏過一段時間后會干涸開裂，從而失去防水作用；有的廠商使用薄橡膠片來做防水，薄橡膠片與橋梁體無法實(shí)現(xiàn)無間隙結(jié)合，從而造成漏水，也容易在汽車碾壓沖擊下破壞。

二是，混凝土開裂，混凝土強(qiáng)度不足，沒有振搗密實(shí)，新舊混凝土結(jié)合不佳等。

三是，安裝不合格導(dǎo)致漏水。

橋梁伸縮裝置是橋梁結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)病害的結(jié)構(gòu)，其病害危及行車甚至橋梁安全，應(yīng)從設(shè)計(jì)、選型、生產(chǎn)、安裝各環(huán)節(jié)加以足夠重視，選用合格的產(chǎn)品，在安裝施工過程嚴(yán)格把關(guān)是減少伸縮裝置病害的重要途徑。另外，采用能真正適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)多向空間變位需求而又沒有錨固等薄弱環(huán)節(jié)的伸縮裝置產(chǎn)品并加強(qiáng)安裝質(zhì)量監(jiān)控，才能從根本上減少其病害發(fā)生。

來源：上海橋梁病害陳列館

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