【公路科普】梳齒板式伸縮裝置典型病害及原因分析
發部事件：2016/03/30 09:56:13瀏覽：4520
梳齒板式伸縮裝置主要由梳齒板、錨固螺栓、防水結構等組成。兩塊梳形板交錯組合成沒有間隙的連續體，模塊化設計，安裝便捷，維修時只需將已損壞部分，不必封閉交通。其使用特性表現如下：
（1）車輛經過時沒有沖擊，行車平穩，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節，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。產品運營時，齒板在螺栓作用下，與下面的混凝土緊貼，當車輛經過時，一側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。
綜上所述，螺栓受到拉壓、剪切的綜合作用，螺栓對綜合應力進行剛性抵抗，因反復疲勞受力，螺栓發生塑性變形，其結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，最終結果導致齒板松脫，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，受力最復雜的結構，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，伸縮裝置在運營是進緊貼混凝土表面的，混凝土、螺栓、梳齒板三者之間是剛性錨固的。然而，基礎沉降、預應力張拉及松弛、混凝土收縮徐變等會引起結構變形，從而造成了原已是平面的變得不再在一平面上，即產生了三維的變形。
二是，當車輛經過時，車輛的重量會使其所在的梁端產生一定的下沉量，兩塊梳齒板之間產生了高度差，當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，即車輛經過伸縮裝置時，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邊設雙向活動支座，目的是滿足當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際需要，所以當梁體寬度變形時，全部由伸縮裝置螺栓抵抗變形，因此螺栓將被混凝土剪斷。現代橋梁越來越寬，越寬的梁體，這一矛盾越突出。
四是，當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，防水結構不合理，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現無間隙結合，從而造成漏水，也容易在汽車碾壓沖擊下破壞。
二要，瀝青水泥混疑土土空鼓，瀝青水泥混疑土土密度過少，沒插入式振動棒變得密實，各版瀝青水泥混疑土土組合不佳等。
三是，安裝不合格導致漏水。
橋梁伸縮裝置是橋梁結構中容易出現病害的結構， 其病害危及行車甚至橋梁安全， 應從設計、 選型、 生產、 安裝各環節加以足夠重視， 選用合格的產品，在安裝施工過程嚴格把關是減少伸縮裝置病害的重要途徑。另外， 采用能真正適應橋梁結構多向空間變位需求而又沒有錨固等薄弱環節的伸縮裝置產品并加強安裝質量監控，才能從根本上減少其病害發生。
來源：上海橋梁病害陳列館
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