評價雙向八車道高速公路橋梁模數(shù)式伸縮縫分段維修更換技術(shù)

高建軒

(山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030000)

模數(shù)式伸縮縫是一種常用的伸縮縫形式，尤其是在高速公路橋梁中。隨著高速公路車流量的不斷增加，伸縮縫作為一種特殊結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生損壞，影響其正常作用的發(fā)揮。因此，在實際工作中，應(yīng)根據(jù)伸縮縫實際情況，結(jié)合其損壞產(chǎn)生原因，采取行之有效的維修更換技術(shù)。

1 工程概況

某高速公路C標段是一段按照雙向八車道標準設(shè)計的高速公路，該段高速公路從2013年6月開始通車至今已有7年的時間，其車流量從通車初期的1.3萬增加至當(dāng)前的3.95萬，年平均增長量達到了25%。該段高速公路中布設(shè)的橋梁，主要采用模數(shù)式伸縮縫，如圖1所示，目前為止，共維修或更換了7條伸縮縫，總維修或更換率達到4.86%，總更換長度約102.3 m，實際占比為3.92%，主要損壞部位是第3與第4車道。橋梁中，伸縮縫主要處在下坡段，大部分伸縮縫都是在冬季損壞的，具體的損壞情況以位移箱損壞導(dǎo)致中梁塌陷或斷裂為主。除此之外，還有14條伸縮縫發(fā)生了不同程度的扭曲與中梁變形。

圖1 模數(shù)式伸縮縫

2 伸縮縫損壞情況與產(chǎn)生原因分析

通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析處理，該段高速公路從開始通車到目前的車流量中，貨車占比不斷增加，從最初的19.12%增加至當(dāng)前的40.27%，并且總貨車交流量中五類大貨車實際占比也從最初的39.80%增加至49.77%。目前為止，從單車道伸縮縫上通過的貨車流量可以達到13 387.92萬，相當(dāng)于5 280.85萬的軸壓荷載。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，大型貨車施加的軸壓荷載不斷增加會直接影響到伸縮縫壽命。通過對該段高速公路首條伸縮縫產(chǎn)生的損壞情況的分析，損壞的臨界點是貨車過載達到990.3萬，相當(dāng)于7 622.77萬的軸壓荷載，在之后的時間里，陸續(xù)有7條伸縮縫產(chǎn)生損壞，這些伸縮縫的損壞位置都為貨車專用車道。

通過以上分析，結(jié)合其它相關(guān)調(diào)查結(jié)果，導(dǎo)致伸縮縫產(chǎn)生損壞的原因包括：

(1)車輛荷載。在高速公路運營過程中，貨車荷載尤其是超載貨車施加的荷載是導(dǎo)致伸縮縫損壞最主要的原因。

(2)設(shè)計不當(dāng)。在設(shè)計過程中，對伸縮量進行的計算不夠到位或不夠準確，使伸縮縫的選擇和設(shè)置不合理。另外，如果伸縮縫和槽口預(yù)埋錨固存在問題，或排水不到位，會使伸縮縫發(fā)生位移、變形或腐蝕，導(dǎo)致?lián)p壞。

(3)施工工藝方面。比如伸縮縫在施工中存在質(zhì)量問題，沒有嚴格把控好具體的工藝及方法，導(dǎo)致伸縮縫提前損壞。

3 維修更換技術(shù)

就目前來看，針對該段高速公路這種比較特殊的情況，在伸縮縫維修更換方面還沒有形成統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范與標準，所以只能根據(jù)該高速公路實際情況，結(jié)合以往施工經(jīng)驗來確定適宜的伸縮縫維修更換技術(shù)方法。

該段高速公路目前有7條伸縮縫產(chǎn)生損壞需要維修更換(記作1#～7#伸縮縫)，針對不同的伸縮縫，需要先明確實際情況，其中，1#伸縮縫所在位置為K192+320的第3和第4車道中間，其型號為MZL240，更換長度20.6 m，采用機場自流平混凝土；2#伸縮縫所在位置為K184+400的第3車道，其型號為DL160，更換長度20.6 m，采用機場自流平混凝土；3#伸縮縫所在位置為K184+620的第4車道，其型號為DL160，更換長度20.6 m，采用機場自流平混凝土；4#伸縮縫所在位置為K182+800的第4車道，其型號為DL160，更換長度20.6 m，采用強度等級為C50的鋼纖維混凝土；5#伸縮縫所在位置為K192+680的第3車道，其型號為MZL240，更換長度4.5 m，采用強度等級為C50的鋼纖維混凝土；6#伸縮縫所在位置為K181+900的第3和第4車道中間，其型號為DL160，更換長度6.8 m，采用強度等級為C50的鋼纖維混凝土；7#伸縮縫所在位置為K184+550的第3和第4車道中間，其型號為DL160，更換長度8.6 m，采用強度等級為C50的鋼纖維混凝土。

近兩年有4條伸縮縫發(fā)生損壞，設(shè)計采用全段拆除的方法處理，因該段高速公路的通行保暢壓力相對較大，所以全段更換應(yīng)分成兩次進行，具體的施工工序為：

(1)先臨時封閉第3和第4車道，隨即開始區(qū)域安全布控工作；

(2)由人工采用風(fēng)鎬拆除損壞的伸縮縫；

(3)在縫槽中預(yù)埋鋼筋并進行必要的校正處理；

(4)安裝并焊接新伸縮縫；

(5)在接縫處支模并澆筑混凝土；

(6)安裝阻水條；

(7)通車前檢查。

將第3和第4車道上的伸縮縫修復(fù)好以后對第1和第2車道進行修復(fù)，在整個施工過程中應(yīng)在夜間進行必要的封道。然而，封道的手續(xù)審批起來比較麻煩，而且安全和保暢方面的壓力很大，最快完成修復(fù)也需要7～9 d的時間。

通過和專業(yè)單位的溝通與實地查看，施工中應(yīng)嚴格遵循精準養(yǎng)護基本原則，以此盡可能降低伸縮縫維修更換時的風(fēng)險，并縮短相應(yīng)的工作時間。對此，將原更換方案調(diào)整成分段更換。從費用方面考慮，若采用整段更換方案，每次的費用為20萬元左右，而更換方案以后，費用能減少至5～7萬元。從工期方面考慮，若采用整段更換方案，需要10 d左右的時間，而更換方案以后，工期能減少至1 d左右。綜合來看，采用分段更換方案不僅能減少費用、縮短工期，而且還能大幅降低安全風(fēng)險。

在實際的分段更換過程中，需要注意以下幾個方面的要點：

(1)根據(jù)橋梁設(shè)計圖紙，結(jié)合橋梁的實際情況，確定伸縮縫的具體形式與長度，以損壞的伸縮縫所在位置以依據(jù)，將其順延到?jīng)]有發(fā)生損壞現(xiàn)象的位移箱處，同時在此基礎(chǔ)上預(yù)留10～20 cm的長度，在伸縮縫的兩端同時要預(yù)留10～20 cm的長度，以此保證新、舊伸縮縫之間保持平直，并使承載能力達到要求。

(2)將舊伸縮縫鑿開以后，如果發(fā)現(xiàn)預(yù)埋加固鋼筋有缺失，應(yīng)預(yù)留槽口，同時要使其具有良好的可焊性。

(3)在施工結(jié)束后，應(yīng)盡可能向后延長防水條的恢復(fù)時間，在伸縮縫混凝土實際強度切實達到設(shè)計要求后進行安裝，避免損壞與移位。

(4)對預(yù)埋錨固鋼筋進行焊接的過程中，焊接方法以分段點焊為主，確保和現(xiàn)有裝置之間可靠相連。

(5)在選擇具體混凝土材料時，應(yīng)充分考慮實際情況，當(dāng)前比較主流的是采用鋼纖維混凝土，必要時也可使用機場自流平混凝土。如果選擇的是鋼纖維混凝土，則要注意在下部減少鋼纖維的摻加，以此提高其流動性，保證混凝土的密實度。

4 結(jié) 語

通過近半年時間的運行與觀察，采用分段的方法更換好伸縮縫之后，其運營情況良好，各項性能指標均能達到要求，伸縮縫功能和采用全段更換方法的伸縮縫完全相同，說明以上維修更換技術(shù)合理可行，值得類似工程參考借鑒。