某高速公路模數(shù)式伸縮裝置更換施工方法及質(zhì)量控制探討

鄭毅強(qiáng)， 王顯平

(安徽省交通控股集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230088)

某高速公路模數(shù)式伸縮裝置更換施工方法及質(zhì)量控制探討

鄭毅強(qiáng)， 王顯平

(安徽省交通控股集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230088)

模數(shù)式伸縮裝置在高速公路橋梁上廣泛使用，其病害種類較多，文章結(jié)合濟(jì)廣高速阜周段橋梁D160型模數(shù)式伸縮裝置更換工程，對(duì)該類伸縮裝置典型病害成因、更換施工方法及施工質(zhì)量控制內(nèi)容進(jìn)行探討。

模數(shù)式伸縮裝置；病害成因；施工方法；施工質(zhì)量控制

模數(shù)式伸縮裝置的伸縮體由異型鋼梁與單元密封橡膠帶組合而成，由邊梁、中梁、橫梁、連動(dòng)機(jī)構(gòu)和密封橡膠帶等部件組成，適用于伸縮量為80 mm的單縫和160～1 200 mm及以上的公路橋梁[1-3]。

G35濟(jì)廣高速阜周養(yǎng)護(hù)段橋梁全長(zhǎng)約13 km，橋梁伸縮裝置主要類型有梳齒板式、D80異型鋼式和模數(shù)式。其中模數(shù)式伸縮裝置為D160型，其典型病害主要表現(xiàn)為中梁斷裂、密封橡膠帶破損和錨固混凝土破損。典型病害如圖1所示。

圖1 D160型模數(shù)式伸縮縫典型病害

本文結(jié)合阜周養(yǎng)護(hù)路段橋梁模數(shù)式伸縮裝置更換工程，對(duì)D160型伸縮裝置病害主要成因進(jìn)行分析，并對(duì)其更換的施工方法及施工質(zhì)量控制內(nèi)容進(jìn)行探討[4-7]。

1 典型病害主要成因分析

1.1 中梁斷裂

(1) 位移箱的設(shè)計(jì)間距過大，導(dǎo)致中梁在車輛荷載及其沖擊力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)較大的豎向變形及彈性震動(dòng)，造成中梁斷裂。高速公路上位移箱間距最好不超過1.5 m。

(2) 施工時(shí)位移箱在橋面橫斷面上設(shè)置的位置不妥，致使中梁出現(xiàn)較大的懸臂長(zhǎng)度，在車輛重載作用下，由于較大負(fù)彎矩作用而折斷。如，在高速公路超車道左側(cè)，位移箱距離中分帶護(hù)欄側(cè)面達(dá)到90 cm多,中梁懸臂長(zhǎng)度達(dá)到70 cm多。高速公路上位移箱距離中分帶護(hù)欄側(cè)面最好不超過50 cm。

1.2 密封橡膠帶破損

(1) 密封橡膠本身質(zhì)量不過關(guān)，在光照、天氣變化作用下，出現(xiàn)早期老化而破損。

(2) 養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，使縫隙里積累砂石過多，在車輛荷載的反復(fù)沖擊下，砂石直接刺破橡膠帶。

1.3 錨固混凝土破損

(1) 錨固混凝土本身問題，或配比不當(dāng)，或振搗不夠，或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，或混凝土沒達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度就開放交通等。

(2) 錨固筋及連接鋼筋設(shè)置不合理，致使縫體錨固不牢，在車輛沖擊下使其抖動(dòng)過大，波及錨固混凝土而破損。

2 伸縮裝置更換施工方法

2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

在伸縮裝置更換施工前，應(yīng)做好以下現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作：

(1) 按規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)要求做好養(yǎng)護(hù)作業(yè)區(qū)交通安全組織。

(2) 施工所需工、料、機(jī)到場(chǎng)到位。

(3) 復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)工況、原橋梁圖紙與伸縮裝置設(shè)計(jì)是否吻合。

2.2 拆除原伸縮裝置

(1) 切割放樣。先采用切縫機(jī)沿槽口混凝土切縫。切縫線應(yīng)全部包含原有錨固混凝土，切縫邊口應(yīng)整齊、無缺損。

(2) 鑿除錨固混凝土。采用小型風(fēng)鎬機(jī)具鑿除錨固混凝土，根據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)情況控制槽深，槽深一般為35 cm左右。槽口底部應(yīng)均勻平整，不留松動(dòng)和老舊混凝土。鑿除過程中盡量保留原槽口預(yù)埋的錨固鋼筋。

(3) 清槽?；炷凌彸髴?yīng)及時(shí)清槽，采用空壓機(jī)或高壓水槍清除槽口和梁端縫隙的雜物，特別是梁端縫隙內(nèi)雜物必須清除干凈，確保梁體自由伸縮。

(4) 檢查槽口。清槽后及時(shí)檢查槽口尺寸和梁端縫隙寬度，對(duì)不滿足安裝要求的提前采取處理措施。同時(shí)對(duì)槽內(nèi)錨固鋼筋進(jìn)行矯正和除銹處理[5-7]。

2.3 伸縮裝置安裝

(1) 縫體運(yùn)輸與存放?？p體由生產(chǎn)廠家用專車運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)，縫體出廠時(shí)標(biāo)明吊點(diǎn)，施工現(xiàn)場(chǎng)要按照標(biāo)明的吊點(diǎn)進(jìn)行裝卸?？p體在工地存放時(shí)，應(yīng)墊離地面至少30 cm,一般在靠近預(yù)留槽處鋪設(shè)道木組進(jìn)行水平存放。存放期間要用防水氈布覆蓋，防止日曬、雨淋和污染。

(2) 安裝。① 縫體定位值的確定：伸縮裝置一般應(yīng)在5 ℃～20 ℃的氣溫范圍內(nèi)安裝。現(xiàn)場(chǎng)安裝溫度應(yīng)與縫體定位時(shí)出廠溫度值相符合。當(dāng)二者不一致時(shí)，應(yīng)按照安裝時(shí)的溫度調(diào)整縫體定位值，然后用專用卡具將其固定。② 縫體就位：縫體就位采用汽車吊或龍門吊等吊裝方法。縫體就位后應(yīng)調(diào)整中心線, 使其與梁端間隙中心線相重合，最大偏差不得超過10 mm。然后，沿橋面橫坡方向，校正縫體頂面標(biāo)高及平整度，使之與兩端路面標(biāo)高相吻合，隨即在縫體兩側(cè)錨環(huán)內(nèi)穿放水平連接鋼筋。位移箱底下應(yīng)預(yù)留不小于5 cm的間隙，以確保箱底部混凝土密實(shí)，使位移箱穩(wěn)固。③ 植筋：當(dāng)槽口內(nèi)的錨固鋼筋不符合伸縮裝置的錨固要求時(shí)，按照伸縮裝置的錨固要求，在槽口內(nèi)相應(yīng)位置補(bǔ)植鋼筋作為錨固筋。錨固筋應(yīng)充分利用原橋預(yù)埋的錨固鋼筋，根據(jù)安裝需求，可對(duì)應(yīng)縫體邊梁錨固筋和位移箱的位置補(bǔ)植鋼筋，植筋質(zhì)量、規(guī)格和位置等應(yīng)能滿足伸縮裝置的錨固要求。④ 縫體固定：縫體固定之前，需對(duì)縫體頂面標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量。一是確保中梁頂面與邊梁頂面相對(duì)高差不超過±1.5 mm，二是確保沿橋面橫坡縫體頂面標(biāo)高稍低于橋面2～3 mm?？p體直線度以10 m不超過1 mm控制。

縫體固定時(shí)沿一個(gè)方向依次間隔2～3個(gè)點(diǎn)將邊梁上的錨固筋與預(yù)埋鋼筋或植筋焊接。一般需兩側(cè)對(duì)稱間隔施焊，嚴(yán)禁從一端依次順序施焊，防止造成縫體變形。當(dāng)錨固鋼筋與邊梁錨固筋位置不符時(shí)，采用U型或相應(yīng)的鋼筋進(jìn)行加固連接。連接處焊縫長(zhǎng)度不小于10 cm。嚴(yán)禁出現(xiàn)點(diǎn)焊、跳焊、漏焊等現(xiàn)象。焊接的同時(shí)，隨時(shí)用水平尺檢查、調(diào)整縫體型鋼的頂面標(biāo)高和直線度[8-9]。

2.4 澆筑混凝土

(1) 立模。模板采用2 mm鋼板,填塞材料采用厚度適宜的聚苯乙烯泡沫板。模板須按伸縮裝置外形和梁端情況制作，立模時(shí)使用扎絲將其堅(jiān)固在錨固鋼筋上。模板與梁端間縫隙采用相應(yīng)厚度泡沫板填塞。模板安裝后需認(rèn)真檢查，確保混凝土振搗時(shí)不變形、漏漿。同時(shí)，型鋼頂面須用膠布密封，防止混凝土污染型鋼和密封橡膠帶。

(2) 混凝土拌和、運(yùn)輸。錨固混凝土采用C50鋼纖維混凝土，并加入具有微膨脹作用的早強(qiáng)劑，減少其后期干縮裂縫。施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行攪拌生產(chǎn)，準(zhǔn)確控制早強(qiáng)劑和鋼纖維用量，依據(jù)氣溫合理確定混凝土水灰比，對(duì)到場(chǎng)混凝土坍落度進(jìn)行檢查，坍落度宜控制在30～50 mm。

為保證混凝土的質(zhì)量和施工和易性，如混凝土拌和生產(chǎn)地與施工現(xiàn)場(chǎng)距離較近，盡量降低混凝土水灰比，采用自卸翻斗車運(yùn)輸。如運(yùn)距較遠(yuǎn)，依據(jù)氣溫和以往施工經(jīng)驗(yàn)，確定水灰比，采用混凝土攪拌罐車運(yùn)輸。只有少量局部混凝土修補(bǔ)，才可采用在施工現(xiàn)場(chǎng)拌和混凝土。

(3) 混凝土澆筑?；炷翝沧⑶?，預(yù)先在伸縮裝置兩側(cè)橋面上鋪塑料布，防止混凝土污染瀝青路面。再次檢查縫體、錨固、縫隙等情況是否合格。檢查合格后方可下料澆筑。

混凝土振搗采用平板振搗器在兩側(cè)同步振搗的方法。特別對(duì)一些邊拐角的地方要加強(qiáng)振搗?；炷琳駬v密實(shí)后，安排人工用抹板搓出水泥漿，分4～5次抹壓、平整、收光，并隨時(shí)用直尺檢查調(diào)整各項(xiàng)指標(biāo)。

2.5 混凝土養(yǎng)生

(1) 水泥混凝土澆筑完成后，應(yīng)用土工布或麻袋覆蓋，并根據(jù)氣溫情況定時(shí)灑水養(yǎng)生，一般情況下養(yǎng)生時(shí)間不應(yīng)少于5晝夜。

(2) 養(yǎng)生期間，須進(jìn)行交通管制，特別是夜間，要做好防護(hù)措施，防止混凝土被車碾壓。

(3) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，清理施工現(xiàn)場(chǎng)，然后開放交通。

3 縫體分段更換質(zhì)量控制方法

因高速公路車輛通行或?qū)嶋H養(yǎng)護(hù)需要，伸縮裝置更換時(shí)一般都采用半幅通行半幅施工的方法。因此，縫體需要分段安裝對(duì)接。對(duì)接縫盡量設(shè)置在受力較小處?？p體對(duì)接時(shí)，要使接縫緊密靠攏。焊接時(shí)采用坡口焊接的方式，并在鋼梁外側(cè)跨焊縫處加悍厚度大于20 mm的鋼板。焊接結(jié)束后用手提砂輪機(jī)磨平鋼梁頂面焊縫。

根據(jù)工程需要，接縫處應(yīng)進(jìn)行探傷檢查，同時(shí)應(yīng)檢查鋼梁是否因焊接而出現(xiàn)了變形。若變形較大需進(jìn)行校正，消除內(nèi)應(yīng)力?？p體分段安裝后，密封橡膠帶應(yīng)整體更換，以防接頭漏水。

4 梁端縫隙處理主要方法

在清理槽口后，須實(shí)地對(duì)梁端之間的縫隙寬度進(jìn)行復(fù)核測(cè)量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)縫隙寬度不符合設(shè)計(jì)和安裝要求時(shí)，一般應(yīng)采取如下處治措施：

(1) 對(duì)于縫隙寬度與設(shè)計(jì)偏差過大或橋梁結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)不符時(shí)，應(yīng)委托設(shè)計(jì)單位提供專項(xiàng)處治措施，更換其他類型的伸縮裝置。

(2) 對(duì)于縫隙寬度與設(shè)計(jì)偏差在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，在征求設(shè)計(jì)單位意見后，可調(diào)整與縫寬相匹配的伸縮裝置型號(hào)。

(3) 一般情況縫隙寬度比設(shè)計(jì)較大時(shí)，在征求設(shè)計(jì)單位意見后，通?？刹捎脪炀W(wǎng)澆注混凝土、增加混凝土托梁等措施來減小間隙。

5 結(jié)束語

伸縮裝置設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格、材料性能差等原因都有可能導(dǎo)致高速公路橋梁模數(shù)式伸縮裝置出現(xiàn)早期破壞，針對(duì)不同的破壞原因應(yīng)采取相應(yīng)處治措施。本文側(cè)重從施工的角度，闡述了模數(shù)式伸縮裝置更換的施工過程及其控制要點(diǎn)[10]?？傊岣吣?shù)式伸縮裝置使用性、耐久性，從設(shè)計(jì)、加工采購(gòu)到施工均要嚴(yán)格把關(guān)。

[1] JT/327-2004，公路橋梁橡膠伸縮裝置[S].

[2] JTG/T F50-2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JTG F80 /1-2004,公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] 李揚(yáng)海，程潮洋，鮑衛(wèi)剛，等．公路橋梁伸縮裝置實(shí)用手冊(cè)(第二版)[M].北京：人民交通出版社，2007．

[5] 李 婷.高速公路橋梁伸縮裝置快速更換技術(shù)[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2012.

[6] 楊文科.大型模數(shù)式橋梁伸縮裝置的設(shè)計(jì)[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2013(3)：165～167.

[7] 王 勇，杜 鑌，唐 志.幾種橋梁模數(shù)式伸縮裝置邊梁型鋼的受力分析[J].交通科技，2015(5)：15～17.

[8] 趙煜東.橋梁伸縮縫的維修更換施工技術(shù)探討[J].黑龍江交通科技，2015(5)：116.

[9] 閔云偉.南浦大橋大位移伸縮裝置更換工藝[J].中國(guó)市政工程，2007(2)：28～30.

[10] 鄒友泉，顧水友，李 莉，等.贛粵高速公路橋梁伸縮縫破壞模式及原因淺析[J].公路，2015(2)：90～93.

2016-10-14；修改日期：2016-10-30

鄭毅強(qiáng)(1976-)，男，安徽合肥人，碩士，安徽省交通控股集團(tuán)有限公司高級(jí)工程師．

U443.31

A

1673-5781(2016)06-0818-03