背景与意义

(一)伸缩缝漏水隐患的现状分析

桥梁伸缩缝是设置在桥梁梁体两端部之间或者两桥台之间的铰接位置上的构件，主要作用是为梁体热胀冷缩时提供自由伸缩的空间，从而保证车辆正常、舒适的通行。然而，因为桥梁伸缩缝损坏等各种原因，导致桥面上的(污)水直接从伸缩缝渗流下去，散流到桥墩的盖梁或台帽上，然后顺着桥墩或桥台前墙散流到地面。如果是酸性雨水或是交通事故散流的化学液体等将会严重腐蚀桥墩盖梁、台帽、桥墩的砼和钢筋等，污染梁体或桥面外表面，甚至腐蚀桥梁支座加快老化，危害桥梁的结构安全。因此，解决伸缩缝的漏水问题势在必行。

(二)解决伸缩缝漏水的传统方法

目前，从日常养护的角度，首先是要求养护班组经常对伸缩缝进行清洗，减少酸性液体对桥梁的腐蚀，其次是对桥梁伸缩缝的止水橡胶条要定期进行更换，再次是有针对性的开展大中修项目对桥梁的整条伸缩缝进行更换，但是，经过一段时间的使用之后，伸缩缝的漏水现象还是出现，无法彻底解决漏(污)水散流梁体及墩柱、影响桥梁结构安全的问题。

(三)设置伸缩缝漏水装置的意义

通过研究实践，对出现漏水问题的桥梁伸缩缝安装桥梁伸缩缝漏水处理装置，即在两主梁端之间或者主梁端与桥台之间的伸缩缝设置可伸缩的收水槽，将伸缩缝流下的漏(污)水第一时间进行收集并外排，可以最大程度的减少漏(污)水对梁体和桥墩的侵蚀，从而保障桥梁结构的安全，同时也避免造成桥下空间美观的影响。

结构与原理分析

(一)排水过程

桥面上的水除流向泄水孔外，一部分通过伸缩缝流向梁体。因此，在梁体底部设置U字形收水槽，能第一时间收集漏(污)水，避免进一步污染梁体和墩柱。漏(污)水经收水槽汇集至集水槽，再与外排水管连接，将收集的漏(污)水统一外排至地面埋置式沉淀井，实现了集水到排水处理的功能。

(二)装置结构

1.在桥梁主梁梁端伸缩缝底板安装收水槽，收水槽沿着主梁横向设置，横截面呈向下弯曲的圆弧形，见图1、图2。

图1 收水槽俯剖视图

图2 收水槽侧剖面图

2.墩柱或桥台两侧设置集水槽，集水槽设置在伸缩缝的下方并与收水槽的横向连接，其宽度和深度大于收水槽，主要目的是收集漏(污)水，缓冲排水管水流压力，避免收水过满溢出两侧边隙，见图3、图4。

图3 集水槽正立面图

图4 集水槽侧立面图

3.集水槽与排水管连接，排水管顺着墩柱或桥台固定，排水管的一端连接在集水槽的中间位置，另一端通向埋置式沉淀井，如图3所示。

(三)原理分析

1.伸缩缝暴露在桥面上，桥面上一旦有水除流向泄水孔外，一部分通过伸缩缝的两边缝隙流向梁底，因此，将收水槽设置成U字形，有助于收集伸缩缝漏下的水和有害液体。

2.收水槽中的水先汇集至集水槽，集水槽的容量尺寸大于收水槽，把集水槽设置成箱形状，满足集水的功能，避免收水槽收水过满溢出两侧边隙，集水槽再与排水管连接，实现集水到排水的功能。

(四)材料分析

伸缩缝是提供桥梁自由伸缩的装置，因此，所述装置的收水槽必须具有伸缩作用，其次，材料须具备良好的抗腐蚀、耐应力和延展性等特性。经调查研究，不锈钢薄板材料符合要求，理由如下：

1.不锈钢薄板具有良好的延展性，将不锈钢薄板制成U字形状，其中间的半圆形半径大于8cm，能够满足梁体伸缩的宽度要求;

2.不锈钢薄板本身具有的良好抗腐蚀、抗生锈、耐应力等特点，能够防止漏水或化学液体的腐蚀，抵抗梁体间伸缩的应力等。

实施项目案例

(一)前期调查阶段

省道S111线迎宾高架A桥是番禺大道的重要交通干线，其日平均交通量达到5万辆以上，承担着非常重要的交通枢纽作用。该桥全长1951.20m，桥面宽25m，上部结构为钢筋混凝土连续箱梁，共设置14条D80型伸缩缝，下部结构钻孔灌注桩，设置横向的3根柱式墩。

近年来巡查发现，该桥整座桥梁14条伸缩缝的漏水现象十分普遍，尽管伸缩缝损坏并不严重，但是一场大雨的到来，可以明显地看到桥面上的水通过伸缩缝渗流到墩柱、墩台及支座，再散流至墩体及桥下空间，其桥下墩柱、翼板受漏(污)水侵蚀，使梁体发黑，滋长苔藓(见图5)，支座边缘梁体高低不平以及混凝土碳化等现象，其中第91#墩柱(第13#伸缩缝)受影响较为严重，如不及时处治，将会进一步腐蚀墩柱的钢筋，影响桥梁结构的安全。

图5 梁板受水侵蚀滋长苔藓

(二)研究处理阶段

针对发现的隐患情况，项目组开展实地调查研究，决定对受污染侵蚀较为严重的第91#墩柱(第13#伸缩缝)试应用新型桥梁伸缩缝漏水处理装置，处理方案首先是对受腐蚀、滋生苔藓的梁体和墩柱进行清理、对碳化混凝土面采用环氧树脂进行修补等，再对梁体进行刷漆保护，最后安装新型桥梁伸缩缝漏水处理装置。

(三)实施与验证阶段

安装新型桥梁伸缩缝漏水处理装置后，对桥梁伸缩缝漏水处理装置的防水能力进行了验证，主要方法和结果如下：

1.人工洒水清洗伸缩缝。采用高强度压力的射水枪对伸缩缝进行清洗，射水枪对伸缩缝的冲击后，结果表明，其漏水一部分从收水槽和集水槽的两边缝隙渗出。

2.自然降雨的观察。利用汛期等降雨量大的时机对实施后的伸缩缝漏水处理装置的防水功能进行观察，验证其受大雨等自然天气的影响后的真实表现。观察结果表明，其效果与人工洒水的效果一致，仍有部分漏水从收水槽和集水槽的两边缝隙渗出。

(四)改进阶段

经过现场的研究和分析，主要原因和改进措施如下：

1.收水槽、集水槽是使用膨胀螺丝固定在梁底板上，因不锈钢板与梁体都是刚性结构，无法达到密封的效果。

改进措施：在收水槽、集水槽与梁底板的固定边上黏贴止水橡胶条，再进行以上两种防水效果的验证和观察，其结果表明，通过黏贴止水橡胶条后，其渗水的现象几乎看不到，防水效果明显。

2.桥面上的漏水猛烈时，收水槽收水不及，集水槽排水不及，当溢满水槽时，由于水分子的渗流作用，水分自然容易从收水槽、集水槽的两侧边隙渗出。

改进措施：在收水槽、集水槽与梁底板的固定边上黏贴止水橡胶条的基础上，适当增大集水槽的容量，缓冲排水管排水压力，满足排水效果。

(五)使用与观察阶段

实施改进措施之后，经过半年多的使用观察，所述装置表现很好，经历“山竹、百里嘉”等台风暴雨天气的考验，其防水效果非常良好，经检查，该伸缩缝底下梁体及墩柱周围没有发现受漏(污)水侵蚀的痕迹(见图6、7、8)。

图6 安装效果图立面

图7 安装效果图侧面

图8 安装半年后效果图

效益分析与结论

通过实施案例的应用与分析，试应用新型桥梁伸缩缝漏水处理装置在解决伸缩缝漏水隐患、保障桥梁结构安全方面具有非常好的社会经济效益，具体如下。

(一)社会效益

1.所述装置采用不锈钢材质与防水材料的结合，可以有效的满足桥梁热胀冷缩的应力要求，在防止伸缩缝漏水污染梁体方面更是起到非常好的作用，避免了桥梁构件不受侵蚀，保障了桥梁结构的安全，延长了桥梁使用寿命，确保了桥梁的正常运行和车辆行驶的通畅。

2.所述装置能第一时间收集漏水，避免漏水进一步侵蚀桥梁构件，维持桥下空间环境的美观，有助于桥下空间品质化的提升。

3.所述装置采用不锈钢薄板材料与防水橡胶条的结合起到明显的防水效果，同时能有效吸纳车辆经过伸缩缝时的噪音，减少交通噪音对周围居民群众生活环境的影响。

(二)经济效益

伸缩缝漏水侵蚀支座及钢垫板，加速支座老化及钢垫板锈蚀，平均每三年需要对进行更换，以实施案例的迎宾高架桥为例，其正常养护费用约为13万元。通过应用新型伸缩缝漏水处理装置，只需花费约3万元，每条伸缩缝可以节省约10万元，并且其后期养护频率低，寿命长，可以大大的减少劳动成本，提高养护效率。如表1 ，通过对比，应用新型伸缩缝漏水处理装置的桥梁养护费用大大节省，其经济效益显著，值得推广应用。

表1 两种整治方式的对比表

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知识点：新型桥梁伸缩缝漏水处理装置的应用研究