淺談城市橋梁縱橫交叉復(fù)雜變形伸縮縫施工技術(shù)

尹強(qiáng)　李吉紅　張艷　代海濱　張健　姚文龍

摘 要：隨著城市的快速發(fā)展，為提高現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)通行能力，需對既有橋梁進(jìn)行幫寬和增設(shè)通行匝道，新舊橋梁在行進(jìn)方向上橋跨間需設(shè)置型鋼伸縮裝置，在橋跨間伸縮裝置處會出現(xiàn)縱橫交叉的伸縮縫。從縱橫交叉伸縮縫的類型、施工工藝原理、工藝特點(diǎn)及主要操作要點(diǎn)等方面進(jìn)行了逐一闡述，對后續(xù)研究及全面推廣具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：縱橫交叉;伸縮縫;現(xiàn)澆止水帶;聚氨酯;UHPC

0 前言

雖然我國的橋梁建設(shè)速度很快，但由于我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人員物資流動不斷加大，交通量成倍增長，導(dǎo)致橋梁承受的荷載不斷增大。舊有的橋梁已成為公路運(yùn)輸線上的“瓶頸”，對已建橋梁尤其是對城市橋梁進(jìn)行適當(dāng)?shù)母?、擴(kuò)建，是提高現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)通行能力的有效途徑，同時(shí)節(jié)省了土地資源，節(jié)省了投資，創(chuàng)造良好的社會經(jīng)濟(jì)效益意義。

在城市橋梁改、擴(kuò)建過程中，對橋梁進(jìn)行幫寬和增設(shè)通行匝道，是有效增加線路通行能力的最有效的辦法，在進(jìn)行幫寬時(shí)，原橋梁與新建幫寬部分一般采用不同的支撐體系，由于沉降及新舊橋梁變形不一致等原因，中間一般采用小變形量縱向伸縮縫（如TST無縫伸縮縫）進(jìn)行分隔。同時(shí)新舊橋梁在行進(jìn)方向上橋跨間各設(shè)置型鋼伸縮裝置，這樣，就會在橋跨間伸縮裝置處出現(xiàn)縱橫交叉的伸縮縫。有的部位，由于新舊橋跨間存在一定的長度差，還會出現(xiàn)錯縫現(xiàn)象。

一般改、擴(kuò)建施工完成后，經(jīng)過幾個月的交通運(yùn)營，幫寬段的縱橫交叉伸縮縫部位均會出現(xiàn)了一定程度的病害，如圖1所示。

而隨著通行時(shí)間的增加，病害愈發(fā)厲害，已嚴(yán)重影響行車安全，為避免出現(xiàn)進(jìn)一步的病害發(fā)生，應(yīng)對縱橫交叉伸縮縫進(jìn)行研究改造，以徹底消除安全隱患。

1 工藝原理

1.1 結(jié)合部位的變形情況分析

以十字型結(jié)合部為例，如圖2所示：

（1）舊橋與新橋間縱向變形。由于幫寬段鋼箱梁寬約3 m，所以縱向伸縮縫的變型量一般不大于6 mm?？v向TST伸縮縫可以適應(yīng)該區(qū)域橫向變形的需求。

（2）伸縮縫橫向變形。由經(jīng)驗(yàn)可知，單縫型鋼伸縮縫橫橋向變形約40 mm，雙縫型鋼伸縮縫橫橋向變形約70 mm?？v向TST無縫伸縮縫遠(yuǎn)不能滿足新橋的橫向變形的需求。且新橋因受通行載荷、樁基豎向沉降、支座變形等原因，也可造成幫寬箱梁產(chǎn)生部分滑移。

從以上變形分析情況來看，其在結(jié)合部出現(xiàn)開裂和破壞有其必然性。

1.2 解決問題的方法

（1）結(jié)構(gòu)上將縱橫向復(fù)雜變形進(jìn)行分離，使縱橫向變形各得其所;交叉口采用型鋼伸縮裝置對縱橫向變形實(shí)施分離。

（2）采用高性能材料以增加結(jié)構(gòu)的抗變形、抗疲勞能力;對型鋼伸縮裝置錨固區(qū)采用高強(qiáng)、高彈、高韌材料進(jìn)行錨固，以提高其抗變形、抗疲勞能力，從而提高整體耐久性能。

擬采用材料為聚胺脂彈性混凝土[1]和UHPC超高性能混凝土[2]。

（3）采用現(xiàn)澆式彈性密封材料防止結(jié)合部滲漏。

2 工法特點(diǎn)及適用范圍

2.1 工法特點(diǎn)

（1）從結(jié)構(gòu)上提高對結(jié)合部縱橫向復(fù)雜變形的需求。

在幫寬段的縱向TST伸縮縫與橫向伸縮縫的結(jié)合部 2 m位置處，采用變形量更大的T字或十字型鋼伸縮縫，替代對變形適應(yīng)能力較小的TST伸縮縫。

將結(jié)合部的復(fù)雜的大變形交給型鋼伸縮縫，而TST伸縮縫只負(fù)責(zé)縱向小變形量。而縱向TST伸縮縫與型鋼伸縮縫，在結(jié)構(gòu)部以遠(yuǎn)2 m處（雙向4 m）進(jìn)行對接。此2 m的結(jié)合部位采用高強(qiáng)度高韌性的聚胺脂彈性混凝土（或UHPC超高性能混凝土）作為伸縮縫錨固位置的填料適應(yīng)縱、橫方向的雙向復(fù)雜變形，還可應(yīng)對新舊橋梁的不同沉降和滑移變形。

（2）聚胺脂彈性混凝土（或UHPC超高性能混凝土）能滿足構(gòu)體粘接要求。

聚胺脂彈性混凝土（或UHPC超高性能混凝土）與鋼材、混凝土及瀝青混凝土之間的粘接性能都很好?？纱_保端部結(jié)合緊密牢固，無任何漏泄。

（3）密封需求。結(jié)合部采用現(xiàn)澆式彈性密封材料，確保結(jié)合部無任何泄漏。

TST伸縮縫與型鋼伸縮縫對接處采用100 cm寬聚胺脂彈性混凝土（或UHPC超高性能混凝土）進(jìn)行填充，確保端部密封和連接。

2.2 適用范圍

本施工方法適用于城市橋梁幫寬部位的縱橫交叉伸縮縫位置。

3 工藝流程及主要操作要點(diǎn)[3]

3.1 工藝流程

3.2 主要操作要點(diǎn)

（1）設(shè)置縱向TST伸縮縫：

1）開設(shè)槽口?；诔鞘袠蛄汗こ探ㄔO(shè)特性，在伸縮縫設(shè)置工序中，預(yù)留縫口位置的確認(rèn)工作是首要內(nèi)容，在確認(rèn)完畢后方可進(jìn)行彈線鋸縫，對縫口位置的瀝青進(jìn)行清除工作，并針對槽口內(nèi)部相對松散的混凝土部分進(jìn)行鑿除，同時(shí)檢查縫口以及槽口是否存在砂石以及其他異物，若存在則及時(shí)進(jìn)行處理，在鑿毛工序完成后即可用高壓水槍進(jìn)行進(jìn)一步清理，同時(shí)應(yīng)注意用后烘槍進(jìn)行烘干，最后用吹風(fēng)機(jī)除凈槽內(nèi)一切雜物。

2）鋼板固定工序。在伸縮縫口間安裝發(fā)泡嵌條（泡沫塑料板），板頂?shù)陀诨炷另斆? mm左右。將鋼板置于梁端頂面，并將釘子釘入鋼板的中心，利用釘子將完成發(fā)泡嵌條和彈性體粘結(jié)料的固定工作，利用錘直接進(jìn)行釘入即可，以此令鋼板固定在施工設(shè)計(jì)中的相應(yīng)位置。

3）預(yù)熱工序。在槽口清潔干燥工序完成后，應(yīng)對槽口底部及兩側(cè)位置進(jìn)行預(yù)熱，主要利用的預(yù)熱方式為液化汽預(yù)熱。在預(yù)熱過程中，應(yīng)令噴火槍始終處于移動狀態(tài)來完成加溫時(shí)，并注意在加熱過程中支承鋼板是否起到遮擋作用，以此避免瀝青面層與預(yù)熱火焰產(chǎn)生直接接觸，使得槽口兩側(cè)瀝青面層老化，維護(hù)施工質(zhì)量安全。同時(shí)，應(yīng)利用寬型封箱帶，對位于槽口兩側(cè)的瀝青面層，進(jìn)行粘貼操作，作用于頂面，注意按照鋸縫線全寬范圍進(jìn)行粘貼，規(guī)避部分防彈性體對瀝青面層造成污染。

4）彈性體混合料處理。針對彈性體混合料處理，應(yīng)利用噴火器將骨料（4.75 mm～16 mm）于攪拌桶中進(jìn)行加熱，加熱工作進(jìn)行至溫度達(dá)到120℃后，按工序規(guī)范與設(shè)計(jì)中的比例，將彈性體材料（處理好后約193℃的材料）加入其中，并進(jìn)行攪拌，直至其達(dá)到無粗細(xì)料離析、無花白狀態(tài)。

5）嚴(yán)格遵循工程施工建設(shè)需求要求，完成砼縫口澆筑以及混凝土填平工序，在澆筑時(shí)，應(yīng)確保混凝土在澆筑后與頂面處于平齊狀態(tài)，并注意中間伸縮縫寬豎向橫板是否處于角鋼支撐的狀態(tài)下，注意縫口縱向順直度是否符合要求，將縫口兩側(cè)混凝土頂面的平整度控制在2 mm范圍內(nèi)。

6）終壓操作工序壓路機(jī)應(yīng)沿照順縫方向進(jìn)行2遍靜壓，或在溫度略微達(dá)到80℃以上時(shí)進(jìn)行碾壓，此時(shí)可在壓路機(jī)鋼輪進(jìn)行一定的灑水處理，以此保護(hù)伸縮縫表面平整度，避免其受混合料沾手或粘輪的不利影響時(shí)以防損害。

7）成品檢測，伸縮縫平整度順縫方向每米用2 m直尺沿路線方向檢測平整度，最大間隙不超過1 mm為符合要求。

（2）設(shè)置FPO底模：

1）按底模樣板，畫樣剪裁FPO型防水材料。

2）清理型鋼伸縮裝置模板粘接面。

3）采用專用FPO型防水材料粘接膠水粘接模板。

4）鉆孔鉚接FPO型防水材料作為底模。

（3）澆注高性能材料錨固砼：

高性能材料錨固砼分為：聚氨酯彈性混凝土和UHPC高性能混凝土兩種。

1）預(yù)留槽再次用清水沖洗干凈。UHPC要求表面無水。彈性混凝土要求烘干！

2）按配合比投料并攪拌高性能錨固砼。

3）澆筑高性能錨固砼。振搗密實(shí)，并不停的抹平與原鋪裝路面順接。收平并拉毛表面，其表面應(yīng)與裝置縱梁面平齊。

4）高性能錨固砼養(yǎng)護(hù)，該工序主要通過遵循專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)操作完成養(yǎng)護(hù)工作，應(yīng)注意工序期內(nèi)避免出現(xiàn)過車碾壓的情況。

3.3 施工注意事項(xiàng)

（1）型鋼伸縮裝置驗(yàn)收后方可安裝。該環(huán)節(jié)側(cè)重對工廠處完成組裝的型鋼進(jìn)行驗(yàn)收，即其運(yùn)至施工處后，應(yīng)按相關(guān)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)開展驗(yàn)收工作，合格后方可進(jìn)行安裝。

（2）安裝前核對無誤后方可安裝。在進(jìn)行安裝前，為確保施工建設(shè)與實(shí)際設(shè)計(jì)要求相符，相關(guān)工作者應(yīng)確?，F(xiàn)場位置與設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容相對應(yīng)，確認(rèn)無誤后，再利用預(yù)留槽完成放置工作。

（3）施工準(zhǔn)備注意事項(xiàng)：

1）全面掌握圖紙基本內(nèi)容、明確各項(xiàng)施工建設(shè)中的相關(guān)工序規(guī)范與操作流程，并結(jié)合工程建設(shè)需求，針對部分工序操作進(jìn)行定期培訓(xùn)，以此提升相關(guān)操縱人員實(shí)際技術(shù)水準(zhǔn)，落實(shí)相關(guān)施工管理工作。

2）及時(shí)檢查伸縮縫的位置編號，并結(jié)合成果施工設(shè)計(jì)對其平整度、順直度、間距以及扭向進(jìn)行檢查驗(yàn)收，全面落實(shí)相關(guān)建設(shè)管理標(biāo)準(zhǔn)。

3）結(jié)合施工環(huán)境條件與各項(xiàng)工藝技術(shù)內(nèi)容，準(zhǔn)備相關(guān)機(jī)械設(shè)備，確保其配備齊全，包括小型機(jī)具。同時(shí)針對發(fā)動機(jī)，應(yīng)對其完好情況進(jìn)行檢測，并額外準(zhǔn)備一臺作為備用，以此降低意外情況對施工過程的影響，確保其順利進(jìn)行。

4）為規(guī)避施工路段被部分異物污染，影響施工建設(shè)效果，應(yīng)針對工程建設(shè)需求，配備塑料布、帆布、膠帶等材料，防止異物污染路面。

（4）放線。在確認(rèn)核查安裝處路面情況符合標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)進(jìn)行測量放線工作（注意在設(shè)計(jì)位置進(jìn)行），以此將測放伸縮縫的位置精細(xì)化，并對切割線、中心線位置進(jìn)行確認(rèn)，為提升其工序精準(zhǔn)性，應(yīng)利用毛筆、紅鉛油地面劃線的方式，確保路面與切面線垂直。

（5）切縫：

1）在該項(xiàng)工序進(jìn)行前，應(yīng)利用塑料布保護(hù)覆蓋在開槽線外5 m范圍內(nèi)的路面，以此降低切割工序中產(chǎn)生的石粉，對施工路面的不利影響。

2）為確保工序施工標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)發(fā)揮自帶動力切割機(jī)的優(yōu)勢，利用其進(jìn)行切開槽操作，以此達(dá)到項(xiàng)目工程對割縫順直程度與尺寸準(zhǔn)確性的要求，減少缺角和毛邊現(xiàn)象，進(jìn)而為靠瀝青混凝土側(cè)伸縮縫的完整性，提供一定保障，規(guī)避開槽時(shí)出現(xiàn)縫外砼松動的情況。

3）為確保切割厚度符合工程設(shè)計(jì)要求，應(yīng)發(fā)揮砼走軌割縫和加噴水技術(shù)的作用，降低缺角和毛邊情況的出現(xiàn)概率，同時(shí)注意避免槽口外的路面層被破壞。同時(shí)，在切縫工作前，應(yīng)深入測算分析鋼筋分布圖內(nèi)容，避免橋梁板鋼筋在開槽過程受到損傷。

（6）開槽清槽：

1）針對兩切縫間的瀝青路面部分，應(yīng)先用風(fēng)鎬進(jìn)行鑿除，并將槽內(nèi)松動的水泥砼以及瀝青砼進(jìn)行鑿除，鑿毛工序應(yīng)操作至堅(jiān)硬層，注意用高壓水槍或吹風(fēng)機(jī)清除異物，以此確保新老混凝土的緊密性。

2）在空壓機(jī)清除瀝青混凝土?xí)r，應(yīng)采用人工操作予以配合，將松散混凝土進(jìn)行鑿除，在實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)注意要瀝青混凝土斷面邊角是否整齊。

3）開槽后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行鑿毛（包括槽底和兩壁），并遵循圖紙與工程設(shè)計(jì)要求，對構(gòu)造縫的寬度進(jìn)行檢查，確保其符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4）完成開槽后，應(yīng)采取保護(hù)措施避免車輛在施工處通行，并針對施工人員進(jìn)行要求，以此避免其踩踏槽兩側(cè)邊緣，保護(hù)槽兩側(cè)瀝青砼完好。

（7）清縫：

1）針對項(xiàng)目工程建設(shè)中的雜物異物，包括在施工路面工程為保證臨時(shí)通車而填入的填充物、施工產(chǎn)生的砼等，應(yīng)避免其在施工伸縮縫時(shí)，出現(xiàn)在施工環(huán)境內(nèi)看，重視相關(guān)清除工作。

2）可用鉤子鉤出硬性雜物異物，若出現(xiàn)細(xì)小、軟物件時(shí)，可用高壓水槍進(jìn)行處理。

3）應(yīng)用鑿其鑿除位于梁端預(yù)埋件部分的松散砂漿及砼，保證預(yù)埋鐵件表面清潔，然后加以清洗。

（8）在安裝伸縮裝置前，應(yīng)及時(shí)對正梁端預(yù)留縫的間隙開展全面檢查維修工作。要注意，令縫寬上下處于貫通狀態(tài)，并使其與設(shè)計(jì)要求相同，禁止出現(xiàn)堵塞的情況。

（9）結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對錨固筋間距、規(guī)格、預(yù)留槽尺寸進(jìn)行檢查。并在安裝前應(yīng)按設(shè)計(jì)和產(chǎn)品說明書要求進(jìn)行確認(rèn)，并清理預(yù)留槽。

（10）校正鋼筋：

1）在橋梁工程施工中，針對鋼筋校正工作，應(yīng)在安裝伸縮縫前，應(yīng)結(jié)合工程設(shè)計(jì)與施工規(guī)范，將槽內(nèi)的預(yù)埋筋、錨固筋理直理順，并嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對錨固筋與預(yù)埋筋進(jìn)行檢查，側(cè)重檢查其型號、尺寸規(guī)格、間距等，確保其否符合設(shè)計(jì)要求，若出現(xiàn)不合格的情況，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行補(bǔ)救糾正，完成鋼筋校正工作。

2）在上述工作基礎(chǔ)上，針對鋼筋建材在橋梁工程中出現(xiàn)的埋設(shè)位置與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求不符、鋼筋折裂折斷、間隙超出規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等情況，應(yīng)發(fā)揮施工管理工作作用，針對不同情況制定相應(yīng)處理方案，完善具體的補(bǔ)救措施。同時(shí)，針對焊接要求，應(yīng)確保安裝型鋼伸縮縫裝置每1 m范圍內(nèi)有一處以上的位置與預(yù)埋筋焊接牢固。

3）對預(yù)埋筋應(yīng)進(jìn)行除銹處理;對彎折的鋼筋采用加熱復(fù)位，嚴(yán)禁反復(fù)冷扳、冷彎。

4）恢復(fù)預(yù)埋錨筋，用空壓機(jī)再次清理。

（11）關(guān)設(shè)模板：

1）針對模板安裝工作，為防止模板漏漿或跑?，F(xiàn)象出現(xiàn)，施工中應(yīng)確保模板接縫的嚴(yán)密性，設(shè)立相應(yīng)檢測工作。

2）針對伸縮裝置，根據(jù)實(shí)際情況選用端模材料，具體可用木模或鋼模作端模材料，也可用聚乙烯作為作端模材料，即泡沫塑料片材，應(yīng)用其作端模材料可避免出現(xiàn)端模折模的情況。

3）應(yīng)保證伸縮縫間隙內(nèi)沒有模板砼，旨在防止型鋼內(nèi)側(cè)溝漕內(nèi)出現(xiàn)砼，因此應(yīng)做好防護(hù)措施，用膠布對型鋼進(jìn)行一定密封處理，避免砼由上部縫口進(jìn)入。

4）在上述工作基礎(chǔ)上，應(yīng)借助強(qiáng)力吹風(fēng)完成清理，以此確保槽區(qū)內(nèi)沒有雜物異物。

4 結(jié)束語

城市橋梁縱橫交叉復(fù)雜變形伸縮縫施工的成功，為今后高標(biāo)準(zhǔn)、高要求的城市橋梁建設(shè)積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)，對后續(xù)研究及全面推廣具有一定的參考價(jià)值。

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