淺談橋梁伸縮縫的施工

張 劍

(黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

1 橋梁伸縮量的影響因素

1.1 梁體表面溫度變化對(duì)伸縮量的影響

溫度變化對(duì)梁體伸縮量的影響是一個(gè)關(guān)鍵因素，它包括兩個(gè)部分，一個(gè)是線形溫度變化，另一個(gè)是非線性溫度變化。其中，線性溫度變化是主要影響因素，非線性溫度變化是次要影響因素。橋梁結(jié)構(gòu)在外界溫度場(chǎng)的作用下，在梁體內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的溫度分布，在混凝土或鋼材熱性能的變化下梁體端部會(huì)產(chǎn)生角位移。對(duì)于小跨徑橋梁(L≤8 m)，線膨脹系數(shù)很小，可不考慮;對(duì)于大跨徑橋梁，設(shè)計(jì)時(shí)需要格外注意。

1.2 混凝土的收縮和徐變對(duì)伸縮量的影響

混凝土構(gòu)件的收縮、徐變效應(yīng)是其本身所固有的特性，這種現(xiàn)象在混凝土構(gòu)件中時(shí)有發(fā)生。對(duì)混凝土收縮、徐變影響較大的因素有:混凝土的配合比、水泥品種、沁水量、集料、環(huán)境相對(duì)濕度及養(yǎng)護(hù)措施、持荷時(shí)間和強(qiáng)度、混凝土外加劑等。鋼筋混凝土橋梁需考慮混凝土收縮效應(yīng)對(duì)梁體伸縮量的影響，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁不僅要考慮收縮效應(yīng)，還要考慮徐變效應(yīng)對(duì)梁體伸縮量的影響。徐變量可按梁體在扣除預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)應(yīng)力作用下混凝土的彈性變形乘以徐變系數(shù)Φ=2進(jìn)行計(jì)算。在伸縮縫安裝的時(shí)候，收縮和徐變效應(yīng)已經(jīng)發(fā)展到了一定的程度，計(jì)算時(shí)以安裝時(shí)刻的發(fā)展程度為基準(zhǔn)，混凝土收縮和徐變量需要乘以相應(yīng)的折減系數(shù)加以折減。其折減系數(shù)可參考表1選取。

表1 收縮、徐變折減系數(shù)

1.3 橋梁縱坡對(duì)伸縮量的影響

橋梁處于縱坡橋中的梁段，其活動(dòng)支座通常做成水平形式的，當(dāng)支座由于各種原因發(fā)生位移時(shí)，伸縮縫會(huì)產(chǎn)生水平方向的位移和垂直方向的位移(Δd)，其值等于水平位移值乘以縱坡坡度tanθ。如果變位值較小，可忽略其影響，但對(duì)縱坡坡度比較大、組合鋼橋變位大的情況下，伸縮裝置所采用型式就應(yīng)認(rèn)真選擇考慮。

1.4 斜橋、彎橋的變位對(duì)伸縮量的影響

斜橋、彎橋在豎直方向發(fā)生變位(ΔL)時(shí)，伸縮縫不僅會(huì)在順橋端線線方向發(fā)生位移，垂直于橋端線方向也會(huì)產(chǎn)生位移，其值為:Δd=ΔL×sinα，Δs=ΔL×cosα，式中，α 為傾斜角;ΔL為伸縮量。

1.5 各種荷載作用下橋梁撓度對(duì)伸縮量的影響

在各種荷載的作用下梁的端部會(huì)發(fā)生角變位，致使伸縮縫產(chǎn)生水平、垂直方向的角變位。對(duì)于梁高比較大，并且會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)的情況，不可忽視。對(duì)于為了滿足橋面加寬而設(shè)置的縱向伸縮縫時(shí)，若產(chǎn)生較大的跨中撓度，震動(dòng)時(shí)梁體隨時(shí)間變化的相位差還應(yīng)考慮。

1.6 斜橋、曲橋的變位對(duì)伸縮量的影響

如果斜橋、曲線橋在豎直方向發(fā)生變位ΔL時(shí)，將會(huì)引起梁體在順著橋端線方向發(fā)生變位Δs，同時(shí)垂直于橋端線方向也會(huì)發(fā)生變位 Δd:Δd=ΔL×sinθ，Δs=ΔL×sinα。式中:θ為傾斜角;ΔL為伸縮量。梁端伸縮縫是垂直于橋梁線的位移，記為Δd。伸縮裝置會(huì)在平行于橋端線Δs方向的位移作用下受到扭曲作用，產(chǎn)生剪應(yīng)力，在設(shè)計(jì)時(shí)必須加以考慮。同時(shí)，支座的邊界約束條件及墩臺(tái)基礎(chǔ)形式的不同所產(chǎn)生的影響也應(yīng)注意。

2 橋梁伸縮縫施工

(1)本工程橋梁伸縮縫的施工順序采取:伸縮縫臨時(shí)填充→鋪筑瀝青混凝土→切縫、清槽、伸縮縫安裝→澆筑混凝土→養(yǎng)生→安裝橡膠帶。伸縮縫生產(chǎn)廠家由業(yè)主認(rèn)可，并按監(jiān)理程序?qū)υ搹S的分包資質(zhì)和材料報(bào)驗(yàn)進(jìn)行申報(bào)，得到批準(zhǔn)方可使用。伸縮縫廠家在出廠前已將兩異型鋼按照安裝溫度間隙調(diào)整完畢，并用鎖定板固定。伸縮縫用盤車運(yùn)輸，吊車吊放到現(xiàn)場(chǎng)。吊裝時(shí)嚴(yán)格按廠家在伸縮縫上標(biāo)定的吊點(diǎn)位置起吊，嚴(yán)防運(yùn)輸?shù)跹b過程中伸縮縫產(chǎn)生變形。每條伸縮縫采用兩端現(xiàn)場(chǎng)焊接而成，接點(diǎn)處異型鋼應(yīng)成60°坡口，以利于焊接成整體，保證伸縮縫自身質(zhì)量。

在混凝土橋面鋪裝后，擇溫度高時(shí)將伸縮縫預(yù)留槽內(nèi)填入石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫，避免日后高溫造成填料拱起破壞油面。頂面與鋪裝相平夯實(shí)，T梁之間縫隙處填塞聚乙烯泡沫。同時(shí)在攤鋪完瀝青混凝土面層后，先應(yīng)確定伸縮縫開槽中線。并使用3 m直尺在混凝土寬度范圍內(nèi)檢查平整度，局部超過2 mm要適當(dāng)調(diào)整邊線位置。施工時(shí)采用切縫機(jī)切縫，切縫外側(cè)3m范圍采用彩條布覆蓋，避免石粉及挖出的填料污染路面，并用膠帶將切口貼牢。最后清除干凈槽內(nèi)填充物并對(duì)混凝土表面鑿毛。

(2)首先在T梁與搭板空縫處預(yù)埋筋點(diǎn)焊兩塊薄鋼擋板，并在其內(nèi)填充好苯板，以防日后澆筑時(shí)混凝土流入縫內(nèi)。在伸縮縫槽上每3～5 m橫放10×10 cm方木，將伸縮縫吊放其上。使用自制小門架加倒鏈將伸縮縫吊起，緩緩放入槽內(nèi)并木楔固定。掛小線檢查中線位置，5 m直尺檢查縱向直順度。伸縮縫調(diào)平焊接時(shí)，盡可能在接近安裝溫度±5℃范圍內(nèi)進(jìn)行。焊接應(yīng)先對(duì)稱點(diǎn)焊定位，再對(duì)稱焊接推進(jìn)作業(yè)，每25 cm范圍至少有一個(gè)錨固鋼筋與預(yù)埋鋼筋焊接，焊縫＞5 cm。如果預(yù)埋鋼筋位置不相對(duì)，應(yīng)及時(shí)調(diào)補(bǔ)筋。焊接完成后立即解除鎖定裝置，使其可自由伸縮，以免造成變形。避免高溫天氣焊接，否則加蓋涼棚降溫，或采用夜間施工焊接。伸縮縫安裝結(jié)束后，經(jīng)自檢合格，報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可澆筑。安裝過程中，施工員和技術(shù)負(fù)責(zé)人必須在現(xiàn)場(chǎng)。

(3)伸縮縫兩側(cè)槽內(nèi)采用C40鋼纖維防水混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑。現(xiàn)場(chǎng)攪拌機(jī)攪拌時(shí)應(yīng)注意配合比符合規(guī)范要求，坍落度按8～10 cm控制。人工溜槽澆筑并振搗密實(shí)，當(dāng)混凝土停止下沉、不再冒出氣泡、表面平坦泛漿時(shí)方可停振。設(shè)專人負(fù)責(zé)伸縮縫的成活質(zhì)量。混凝土澆筑后，用塑料薄膜、無防布及時(shí)養(yǎng)護(hù)，以保證養(yǎng)生水分飽滿，使混凝土充分進(jìn)行水化反應(yīng)，保證混凝土不產(chǎn)生裂縫。

(4)當(dāng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，嵌入整體密封橡膠止水帶。止水帶在伸縮縫兩個(gè)端頭應(yīng)翹起60°，并深入現(xiàn)澆防撞墩內(nèi)30 cm(伸縮縫處防撞墩應(yīng)保持通縫)。