公路與橋梁連接處的施工工藝分析

賴華生

(廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

交通網(wǎng)絡(luò)作為大眾出行、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要載體，其工程建設(shè)的合理性十分關(guān)鍵。大部分施工單位更加重視施工進(jìn)度的控制，對(duì)施工質(zhì)量、后期運(yùn)行狀況等不夠重視，工程后期容易在公路橋梁連接位置經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致交通舒適度大打折扣，車輛發(fā)生顛簸振動(dòng)問題，甚至?xí)l(fā)斷裂，導(dǎo)致公路無法正常運(yùn)行。為此，公路和橋梁連接位置的合理施工，對(duì)后期工程質(zhì)量的影響重大，需要引起相關(guān)學(xué)者的關(guān)注。

1 公路橋梁連接處常見問題

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

在公路橋梁設(shè)計(jì)中，需要充分考慮橋梁連接位置處的各因素的影響。目前大部分設(shè)計(jì)人員片面追求公路、橋梁連接構(gòu)件的強(qiáng)度，忽略了整體結(jié)構(gòu)的耐久性、結(jié)構(gòu)材料等問題。因此在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中需要充分考慮結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、持久性的要求。常見問題為：理論計(jì)算、受力分析不合理，結(jié)構(gòu)延展性差、混凝土性能不滿足要求、超載荷等。

1.2 裂紋、銹蝕問題

連接位置發(fā)生裂紋問題是常見狀況，公路橋梁的連接處經(jīng)常會(huì)發(fā)生裂紋、細(xì)紋狀況，對(duì)公路橋梁的危害很大，降低了公路橋梁的使用壽命。橋梁在裂紋作用下，容易導(dǎo)致較為嚴(yán)重的雨水滲漏、雨水滲入狀況，引起橋梁內(nèi)部鋼筋的腐蝕問題，由此，需要考慮鋼筋強(qiáng)度、穩(wěn)定性要求的影響，避免引起公路坍塌等危害。

鋼筋銹蝕問題是工程中較為常見的質(zhì)量缺陷。鋼筋在外界空氣、水作用下，將會(huì)產(chǎn)生明顯銹蝕問題，引起公路、橋梁連接處的使用壽命下降。內(nèi)部材料銹蝕對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、澆筑施工等均具有影響，需要引起重視，同時(shí)外部人為破壞現(xiàn)象頻發(fā)，增加了鋼筋受損程度。

1.3 橋頭跳車問題

橋梁公路在實(shí)際的運(yùn)營使用過程中，產(chǎn)生橋頭跳車是由多方面的因素引起的，具體包括：地基地面條件、施工材料、填料、施工工藝和設(shè)計(jì)等方面。其中，橋(涵)臺(tái)與相鄰路基之間的沉降差、錯(cuò)臺(tái)或縱坡連接不順以及伸縮縫的附加變形是導(dǎo)致橋頭跳車的主要原因：(1)一般情況下，橋涵與路基的施工進(jìn)度基本同步，而橋面是剛性體，對(duì)地基承載力的要求較高，沉降量小或不沉降，而路基填土雖然經(jīng)過了一定的壓實(shí)加固處理，但其工后仍會(huì)產(chǎn)生較大的沉降，從而導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)的形成；(2)在臺(tái)背和路基的連接處，由于其壓實(shí)工作面較狹窄，往往限制了大型壓實(shí)設(shè)備的使用，因此導(dǎo)致了路基填土壓實(shí)不充分，在公路橋梁后期的運(yùn)營過程中，在車輛長期碾壓和路基自重的作用下，產(chǎn)生不均勻沉降，造成錯(cuò)臺(tái)；(3)為了趕工期，對(duì)橋涵臺(tái)背回填沒有充足的時(shí)間安排，違章作業(yè)，沒有按規(guī)范合理的工序進(jìn)行施工；(4)橋涵臺(tái)背的回填材料選用不當(dāng)，選用了不透水或透水性差及級(jí)配差的材料，對(duì)橋頭、錐坡的壓實(shí)控制不嚴(yán)格；(5)橋涵臺(tái)附近路基排水不通暢，地下水或雨水長期浸泡路基，造成路基沉降。因此，在橋梁公路連接位置設(shè)計(jì)中，需要充分考慮橋梁、公路的沉降作用，避免沉降狀況的發(fā)生；在施工中，要嚴(yán)格控制回填材料的質(zhì)量和壓實(shí)度，盡量擴(kuò)大施工場地，選用大型壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行壓實(shí)，同時(shí)應(yīng)保證作業(yè)面的排水坡度，設(shè)置必要的排水設(shè)施，從而避免工程通車初期發(fā)生橋頭跳車問題，提高對(duì)后期使用的有效管理。

2 公路橋梁連接處施工技術(shù)分析

2.1 搭板

在橋梁施工環(huán)節(jié)中，需要考慮地基施工中土方高度、土質(zhì)、材料等狀況，在針對(duì)大面積水區(qū)域的處理上，需要增加設(shè)計(jì)跨度。公路橋梁連接處的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，借助搭板技術(shù)進(jìn)行施工可實(shí)現(xiàn)柔弱化處理，避免路面塌陷狀況的發(fā)生，提高路面整體剛度性能。搭板的質(zhì)量控制要素是：(1)鋼筋混凝土橋涵搭板、臺(tái)背回填的填料宜選用透水性材料，分層碾壓密實(shí)，認(rèn)真做好臺(tái)背回填的防水處理并滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求；(2)針對(duì)軟土地基的臺(tái)背，需進(jìn)行軟土地基預(yù)壓處理設(shè)計(jì)，并設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)觀測，在搭板施工前消除(或控制在設(shè)計(jì)規(guī)范容許的范圍內(nèi))預(yù)壓沉降變形；(3)橋頭搭板下路堤應(yīng)設(shè)計(jì)路堤排水溝、邊坡急流槽、滲溝等排水措施，完善排水系統(tǒng)，防止排水不暢而浸泡路基，導(dǎo)致搭板下承層被泡軟而下沉；(4)鋼筋混凝土搭板及枕梁宜采用現(xiàn)場澆筑。為了避免二次跳車的現(xiàn)象，宜在搭板尾端增設(shè)一段3～5 m的淺埋的變厚式埋板，對(duì)于混凝土路面，宜將與橋頭搭板連接處的混凝土面板直接改為變厚式板。同時(shí)，在搭板、埋板或變厚式板的下層，宜采用強(qiáng)度和彈性模量較高于其他路段的相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)層材料，提高整體抗沖擊能力，保證其下層的各結(jié)構(gòu)層的剛?cè)嵝栽谒胶痛怪狈较蚓軡u變，從而避免二次跳車。

2.2 伸縮裝置

伸縮裝置的安裝施工質(zhì)量，直接影響到公路橋梁在今后運(yùn)營過程中的安全性和舒適性。伸縮裝置的安裝工序如下：橋面整體鋪裝→切縫→縫槽表面清理→伸縮裝置吊裝就位→伸縮裝置位置及高程調(diào)整→焊接固定→在混凝土接縫表面涂底料→澆筑混凝土→拆除定位角鋼→養(yǎng)護(hù)。伸縮裝置的安裝注意事項(xiàng)為：(1)伸縮裝置需在橋面瀝青混凝土鋪筑完成后再進(jìn)行安裝，鋪筑橋面瀝青混凝土?xí)r應(yīng)保持連續(xù)作業(yè)，在伸縮縫兩側(cè)各20 m范圍內(nèi)不能停機(jī)，避免因停機(jī)和啟動(dòng)影響伸縮裝置周圍的橋面平整度，從而影響伸縮裝置的安裝質(zhì)量；(2)鋪筑完瀝青混凝土后，應(yīng)立即在設(shè)置伸縮縫處鑿一條5～10 cm寬的槽，以保證伸縮縫處不被約束，防止瀝青混凝土層被擠壞；(3)切割伸縮裝置兩側(cè)的瀝青混凝土?xí)r，宜保持兩側(cè)寬度相同，并保證其切縫順直、斷面的邊角整齊；(4)必須保證新澆筑的伸縮裝置兩側(cè)的混凝土厚度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，>10 cm；(5)預(yù)留縫槽清理干凈后，將伸縮裝置吊裝就位，宜按先粗后細(xì)的方法調(diào)整其平面位置和高程，然后用2臺(tái)電焊機(jī)從中間向兩端將伸縮裝置的一側(cè)定位鋼筋與縱向預(yù)埋鋼筋點(diǎn)焊，如高程、位置發(fā)生變化，邊調(diào)邊焊，點(diǎn)焊完畢后再加焊并及時(shí)清理焊渣，且每個(gè)焊縫應(yīng)飽滿、長度滿足設(shè)計(jì)要求；(6)將伸縮裝置上面的橡膠縫填滿泡沫或砂子后，用寬封口膠將縫密封，防止混凝土落入不便清理，同時(shí)將瀝青混凝土邊角也用密封膠布粘貼，并覆蓋土工布，防止?jié)仓炷習(xí)r污染瀝青混凝土上面層或造成邊角破損；(7)待混凝土接近初凝時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行二次收漿抹面，以保證混凝土表面光滑、平整，然后覆蓋土工布和塑料薄膜，并灑水保養(yǎng)14 d。

2.3 臺(tái)背回填

車輛行駛是否順暢，橋涵臺(tái)背回填十分關(guān)鍵，回填施工應(yīng)注意以下事項(xiàng)：(1)橋涵臺(tái)背、錐坡、護(hù)坡等結(jié)構(gòu)物的三背回填，宜優(yōu)先采用透水性能較好的回填材料，不得采用含有雜草、種植土、凍土的透水性較差的回填材料；(2)臺(tái)背回填的質(zhì)量好壞，直接影響到工程項(xiàng)目通車運(yùn)營過程中的行車舒適性與安全性，所以應(yīng)嚴(yán)格控制回填層厚(宜控制在10～20 cm)和密實(shí)度，宜采用小型機(jī)械壓實(shí)，待回填至96區(qū)時(shí)，采用液壓式強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)，保證其壓實(shí)度應(yīng)≥96%；(3)臺(tái)背填土順橋向?qū)挾龋瑧?yīng)自臺(tái)身起，頂面寬度≥橋臺(tái)高度+2 m，底面≥2 m，拱橋臺(tái)為臺(tái)高的3～4倍，錐坡填土應(yīng)按設(shè)計(jì)寬度與臺(tái)背填土施工進(jìn)度同步；(4)拱橋臺(tái)背的填土應(yīng)在主拱圈安裝或砌筑以前完成；填土必須分層夯實(shí)，并應(yīng)在橋臺(tái)砌筑砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定要求后進(jìn)行；梁式橋的輕型橋臺(tái)臺(tái)背填土，宜在梁體安裝完成以后，在兩側(cè)平衡地進(jìn)行；埋置式橋臺(tái)臺(tái)背填土，宜在柱側(cè)對(duì)稱、平衡地進(jìn)行；(5)合理安排施工進(jìn)度進(jìn)行計(jì)劃，提前做好臺(tái)背回填工作安排，為臺(tái)背按工藝流程施工預(yù)留充足的時(shí)間。同時(shí)，根據(jù)回填的實(shí)際情況，可在施工過程中適當(dāng)摻加石灰或水泥以增加其穩(wěn)定性。

2.4 設(shè)計(jì)要素

橋涵設(shè)計(jì)中，需要考慮其半徑、長度、跨度等要素，合理設(shè)計(jì)伸縮裝置的位置、型號(hào)，使其在車輛荷載和其他自然外力的情況下能自由伸縮，提高橋面承載作用力和耐久性。同時(shí)，根據(jù)工程特點(diǎn)結(jié)合地基力學(xué)性能、土方載荷等進(jìn)行分析，對(duì)不良的地質(zhì)條件采取加固、穩(wěn)定固結(jié)、置換等處理方式，避免后期發(fā)生塌陷事故。

3 公路橋梁連接處養(yǎng)護(hù)分析

3.1 伸縮縫的養(yǎng)護(hù)

橋梁伸縮縫主要作用于調(diào)節(jié)車輛荷載與橋梁建筑所引起的結(jié)構(gòu)位移和聯(lián)結(jié)。橋梁伸縮縫一旦發(fā)生病害將嚴(yán)重影響車輛通行的舒適度，甚至?xí)l(fā)交通安全事故。裂縫寬度不大時(shí)可以采取在裂縫處開V型槽灌注縫封閉膠封閉處理；當(dāng)裂縫寬度超限時(shí)，應(yīng)局部鑿除，重新澆筑。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)日常的巡查、清理工作，及時(shí)清理伸縮縫表面灑落的雜物，防止在車輛荷載作用下將伸縮縫表面損壞。目前大部分的橡膠止水帶都會(huì)隨著伸縮裝置在橋梁防撞墻位置起彎，這樣容易造成伸縮縫處堆滿雜物或積水，影響其自由位移。因此，伸縮縫的橡膠止水帶宜在伸縮縫起彎處延伸出橋梁防撞墻之外，以便能順暢地把雨水和沙石等排出橋外，并應(yīng)定期進(jìn)行檢查、清理，如發(fā)現(xiàn)止水橡膠帶破損，要及時(shí)更換。對(duì)于損壞的或已經(jīng)變形的伸縮裝置，必須及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換。

3.2 橋臺(tái)搭板的養(yǎng)護(hù)

在后期的通車運(yùn)營中，應(yīng)重視對(duì)橋臺(tái)搭板的養(yǎng)護(hù)工作。搭板上的橋面鋪裝裂縫寬度不大時(shí)宜采取在裂縫處開V型槽灌注縫封閉膠封閉處理；當(dāng)裂縫寬度超限或局部破碎露筋時(shí)，應(yīng)采用切割機(jī)將破損的區(qū)域進(jìn)行切割，局部鑿除，重新澆筑或用環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行罩面處理。同時(shí)，應(yīng)經(jīng)常觀測搭板底部與其下承層是否脫空，如發(fā)現(xiàn)脫空現(xiàn)象，及時(shí)對(duì)搭板及其下承層進(jìn)行鉆孔壓水泥漿處理。如發(fā)現(xiàn)搭板下沉，沉降量不大時(shí)，對(duì)其底部臺(tái)背回填部分鉆孔壓水泥漿加固處理；如沉降量較大，需對(duì)其底部臺(tái)背回填部分壓水泥漿固結(jié)處理或挖除后，重新回填，然后重新澆筑搭板。

4 結(jié)語

社會(huì)發(fā)展帶動(dòng)交通運(yùn)輸量逐漸增加，道路與橋梁連接處的施工質(zhì)量逐漸引起施工方、設(shè)計(jì)方的關(guān)注。提高施工技術(shù)的科技含量，避免施工質(zhì)量降低等引起的危害是當(dāng)前主要任務(wù)。應(yīng)充分避免后期發(fā)生橋頭顛簸、跳車等危害，對(duì)交通出行人員的安全性有積極影響。根據(jù)連接處相關(guān)影響要素和常見問題進(jìn)行合理分析，可充分實(shí)現(xiàn)對(duì)連接處位置施工質(zhì)量的有效控制，提高整體工程的施工質(zhì)量，帶動(dòng)市政施工的相關(guān)設(shè)備設(shè)施得到優(yōu)化改善，從而充分提高道路通暢度，積極推動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)。