高速公路桥梁伸缩缝病害成因及防治技术研究

刘鑫

河南省豫通工程管理咨询有限公司青岛分公司

摘要：伸缩缝是高速公路桥梁结构中协调变形、保障行车平顺的关键构造，其病害问题直接影响桥梁通行安全与使用寿命。本文结合高速公路桥梁运营实际，梳理了当前常见的伸缩缝病害类型，从设计、施工、材料、环境及运营养护多个维度分析病害形成的核心成因，针对性提出从前期设计优化、施工质量管控到后期养护维修的全流程防治技术措施，为提升高速公路桥梁伸缩缝施工质量与运营稳定性提供参考。研究表明，全链条精细化管控可有效降低伸缩缝病害发生率，延长伸缩缝使用寿命，保障高速公路桥梁通行安全。

关键词：高速公路桥梁；伸缩缝病害；防治技术

一、引言

高速公路是我国交通运输网络的核心组成部分，截至2023年末，全国高速公路通车总里程已突破18万公里，位居世界第一。桥梁作为高速公路跨越地形障碍的重要结构，其运营稳定性直接关系到整条高速公路的通行效率与安全。伸缩缝设置在桥梁梁端之间、梁端与桥台衔接位置，主要作用是适应桥梁由温度变化、荷载作用、混凝土收缩徐变等因素产生的变形，同时阻断雨水渗入，保障行车平顺性。但在长期运营过程中，受多方面因素影响，伸缩缝很容易出现型钢变形、砼开裂、渗水渗漏、跳车等病害，不仅会降低行车舒适度，严重时还会诱发梁体端部腐蚀、桥台基础沉降等问题，威胁桥梁整体结构安全。

二、高速公路桥梁伸缩缝常见病害类型

当前我国高速公路桥梁常用的伸缩缝类型主要包括模数式伸缩缝、板式橡胶伸缩缝、异型钢单缝式伸缩缝等，不同类型伸缩缝病害表现存在一定共性，常见病害主要分为四类。第一类是混凝土开裂破坏，多表现为伸缩缝两侧铺装混凝土出现网状裂缝、局部碎裂脱落，这是最为常见的病害类型，约占伸缩缝总病害的60%以上。开裂问题会进一步导致渗水，加速伸缩缝内部型钢和锚筋的锈蚀，形成病害恶性循环。第二类是型钢变形与移位，表现为伸缩缝的异型钢出现侧弯、翘起、下沉，或者整体沿桥梁纵向发生移位，导致伸缩缝间隙不均匀，车辆通过时产生明显跳车，严重时会刮蹭车辆轮胎。第三类是密封橡胶带损坏脱落，密封橡胶带是阻挡雨水和杂物进入伸缩缝内部的核心构件，长期受杂物挤压、紫外线老化、车辆荷载冲击作用，容易出现老化开裂、脱落脱出问题，失去密封作用后，杂物进入伸缩缝会阻塞变形空间，雨水渗入则会腐蚀内部锚固结构。第四类是伸缩缝跳车病害，该病害是多种病害叠加的结果，多由伸缩缝本身沉降不均、型钢不平顺、锚固结构松动引发，不仅大幅降低行车舒适度，还会对桥梁结构产生附加冲击荷载，加速病害发展。

三、高速公路桥梁伸缩缝病害成因分析

3.1 设计层面成因

设计阶段的不合理选型与参数设置是病害产生的先天诱因。部分设计单位未结合项目实际交通流量、桥梁跨度、当地气候条件合理选择伸缩缝类型，比如在大跨度桥梁中盲目选用小变形量的伸缩缝类型，导致伸缩缝无法满足温度变化产生的变形需求，长期超荷载变形引发结构损坏。部分设计对伸缩缝锚固结构设计偏于保守，锚筋间距过大、锚固深度不足，无法有效抵抗车辆长期荷载产生的冲击作用，运营一段时间后就会出现锚固松动、混凝土开裂问题。

3.2 施工层面成因

施工质量管控不到位是病害产生的主要诱因。一方面，伸缩缝施工多为桥面铺装完成后的后续工序，部分施工单位对基底清理不彻底，梁端间隙内的杂物未清理干净，预留锚固钢筋位置偏差后未进行合理校正，强行安装伸缩缝导致结构受力不合理。另一方面，伸缩缝两侧过渡段混凝土浇筑质量管控不足，混凝土配合比设计不合理，振捣不密实，养护不到位，导致混凝土强度达不到设计要求，早期就出现开裂问题。

3.3 材料与环境层面成因

材料性能不达标直接影响伸缩缝使用寿命，部分项目为压缩成本选用质量不合格的异型钢和密封橡胶带，型钢强度不足容易变形，橡胶带耐老化性能差，运营3-5年就出现开裂脱落。环境因素方面，我国北方地区冬季低温冻融循环频繁，渗入伸缩缝的水分结冰膨胀会撑裂混凝土，春季融化后又加剧钢筋锈蚀；南方地区雨水充沛，酸雨环境会加速型钢和锚筋的腐蚀，高温环境会加速橡胶材料老化。

3.4 运营养护层面成因

重建设轻养护是目前高速公路运营管理中普遍存在的问题，多数养护单位仅在伸缩缝病害发展到影响通行后才进行维修，日常养护不到位。比如未及时清理伸缩缝间隙内堆积的泥沙杂物，导致伸缩缝无法正常自由变形，长期挤压力量作用下引发型钢变形和混凝土开裂；未及时更换损坏的密封橡胶带，导致雨水长期渗入内部结构，加速锚固结构腐蚀，最终引发更大范围的病害。

四、高速公路桥梁伸缩缝病害防治技术

4.1 优化前期设计方案

从设计源头降低病害风险，首先要结合项目实际合理选型，根据桥梁跨度、当地年温度差、交通流量等参数确定伸缩缝的变形量，选择适配的伸缩缝类型，对于大跨度桥梁优先选用模数式伸缩缝，中小型桥梁可选用异型钢单缝式伸缩缝，严格控制伸缩缝的设计变形量预留，避免因变形不足引发结构挤压损坏。其次优化锚固结构与过渡段设计，适当增加锚筋的密度和锚固深度，提高锚固件与梁体的结合强度，过渡段混凝土采用高强度、抗收缩的材料，配筋设置加密钢筋网，提升过渡段的抗冲击性能，同时完善排水设计，在伸缩缝底部设置排水通道，避免渗水淤积。

4.2 强化施工过程质量管控

严格把控伸缩缝施工每一道工序质量，施工前首先清理梁端间隙内的杂物，校正预留锚固钢筋，确保位置偏差符合设计要求；安装阶段根据现场实际温度调整伸缩缝的间隙，严格控制型钢的平整度和标高，确保与桥面铺装平顺衔接；浇筑过渡段混凝土前，做好基底湿润和凿毛处理，选用收缩性小、强度高的混凝土，振捣过程确保密实，尤其是锚固件周围区域，避免出现空洞；浇筑完成后及时做好养护，养护时间不少于14天，养护期间严禁车辆通行，避免早期荷载扰动引发开裂。

4.3 提升日常养护与病害处治水平

建立常态化的伸缩缝养护机制，定期清理伸缩缝间隙内的杂物，检查密封橡胶带的完好性，发现橡胶带开裂脱落及时更换，避免杂物进入和雨水渗漏；定期检查伸缩缝型钢平整度、锚固结构稳定性，发现轻微松动和开裂及时进行加固密封处理，避免病害扩大。对于已经出现的严重病害，及时进行更换维修，更换过程严格按照新建伸缩缝的施工标准管控质量，彻底清理原有损坏结构，校正锚固钢筋，重新安装调整，保障维修后的伸缩缝性能符合设计要求。

五、结论

高速公路桥梁伸缩缝病害是设计、施工、材料环境、养护多方面因素共同作用的结果，其病害防治需要从设计、施工到运营养护的全链条精细化管控。通过优化设计方案、严格施工质量管控、落实日常养护措施，可有效降低伸缩缝病害的发生率，延长伸缩缝的使用寿命，保障高速公路桥梁的通行安全与运营稳定性。在当前我国高速公路网络由大规模建设向建养并重转型的背景下，重视伸缩缝病害防治技术的应用，对提升高速公路桥梁养护质量、降低长期运营成本具有重要意义。

参考文献

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