高速公路橋梁伸縮縫施工工藝及支座維修措施研究

劉銳生

（廣東能達(dá)高等級(jí)公路維護(hù)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

高速公路橋梁建設(shè)中，伸縮縫及支座均為重點(diǎn)內(nèi)容，通過(guò)伸縮縫的設(shè)置可以提高橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)溫度變化的適應(yīng)水平，以免因溫度的改變而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)受到影響；支座可發(fā)揮出支承作用，有利于保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。在工程建設(shè)中，施工單位需立足實(shí)際條件，利用科學(xué)的施工工藝設(shè)置伸縮縫，并密切關(guān)注支座的實(shí)際狀況，采取相應(yīng)的維修措施。

1 高速公路橋梁伸縮縫的基本功能

橋梁結(jié)構(gòu)中，伸縮縫常見(jiàn)于橋面斷縫、上部結(jié)構(gòu)的活動(dòng)端，是細(xì)部結(jié)構(gòu)和施工中容易忽視的部分（見(jiàn)圖1），但其對(duì)橋梁的重要性不言而喻，兼具多重功能，主要包括以下方面：充分傳遞源自橋面的車(chē)輛荷載，使其沿著特定的傳力路徑傳遞至梁體，保證受力的合理性，避免結(jié)構(gòu)實(shí)際受力超出許可范圍；提高橋梁的適應(yīng)能力，調(diào)節(jié)橋梁的位移變化，有利于維持橋梁上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免其產(chǎn)生大幅度徐變；具有防水、排水的功能，減輕橋梁結(jié)構(gòu)遭受水損害的程度；削弱振動(dòng)和噪聲，改善車(chē)輛通行環(huán)境以及周邊居民的生產(chǎn)生活環(huán)境，提高高速公路橋梁的綜合品質(zhì)。

圖1 橋梁伸縮縫

2 高速公路橋梁伸縮縫的施工工藝

施工工藝流程如圖2所示。

圖2 橋梁伸縮縫施工工藝框圖

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 在預(yù)制梁板和橋臺(tái)背墻兩處施工時(shí)，按照設(shè)計(jì)要求精準(zhǔn)預(yù)埋錨固鋼筋并預(yù)留槽口。

2.1.2 梁板安裝環(huán)節(jié)重點(diǎn)考慮設(shè)伸縮縫的墩、臺(tái)結(jié)構(gòu)，因地制宜地調(diào)整縫隙的大小，以確保后續(xù)伸縮裝置可以精準(zhǔn)安裝到位。

2.1.3 槽口內(nèi)，對(duì)預(yù)埋鋼筋間采取填充處理措施，材料可以選擇砂或者砂性土。相比預(yù)埋鋼筋頂面而言，外露的頂面需要略高出1～2cm，此舉目的在于有效保護(hù)鋼筋，以免其被壓壞[2]。

2.1.4 在施工前，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件以及工程要求制定詳細(xì)的伸縮縫施工方案，以作為正式施工的指導(dǎo)；做好技術(shù)交底和崗前培訓(xùn)工作，使工作人員對(duì)施工目標(biāo)、施工工藝等形成準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，例如順直度、平整度、間距等相關(guān)指標(biāo)的控制方法，提高施工的規(guī)范性。

2.1.5 以施工要求為準(zhǔn)，適配材料和機(jī)械設(shè)備等相關(guān)物資，加強(qiáng)材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，同時(shí)調(diào)試設(shè)備，使其保持穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。此外，諸如拌和站、輸送設(shè)備等的運(yùn)行均要滿足要求。

2.1.6 做好現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)工作，設(shè)置施工警示標(biāo)志，采取交通管制措施，給伸縮縫的施工創(chuàng)設(shè)良好的條件，以減小外界交通流量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的影響。

2.2 伸縮裝置的運(yùn)輸方法

2.2.1 伸縮裝置運(yùn)輸階段，將其以捆扎的方式置于平板車(chē)上，運(yùn)輸車(chē)輛平順運(yùn)行，不可隨意大幅提速以及急剎車(chē)，同時(shí)轉(zhuǎn)彎處應(yīng)慢行，以免發(fā)生傾覆。

2.2.2 以橋梁施工要求為準(zhǔn)，將指定規(guī)格的伸縮裝置運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，用四點(diǎn)吊裝法裝卸，避免磕碰；盡可能將單根伸縮裝置放置在伸縮縫槽口周邊，不可與地面直接接觸，亦不可與外部其他構(gòu)件發(fā)生碰撞。

2.3 伸縮縫的安裝

2.3.1 切縫

根據(jù)工程進(jìn)度，于合適的時(shí)機(jī)切縫。橋面瀝青混凝土鋪筑工作落實(shí)到位且經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)后，檢查瀝青路面的平整度，實(shí)測(cè)結(jié)果滿足要求后進(jìn)入切縫環(huán)節(jié)。以施工圖紙為準(zhǔn)，嚴(yán)格控制開(kāi)槽寬度，組織測(cè)量放樣工作，為正式切縫提供參照基準(zhǔn)，通?？衫瓋傻啦噬猃埨K，再根據(jù)該線切縫，此舉有利于保證切縫的規(guī)整性與順直性[3]。

2.3.2 開(kāi)槽

開(kāi)槽由人工利用風(fēng)鎬完成，產(chǎn)生的開(kāi)槽深度至少達(dá)到12cm。為防護(hù)周邊路面（避免其受到污染），覆蓋彩條布或鋼板，以起到防護(hù)的作用。操作中，先用風(fēng)鎬鑿除切縫間的瀝青路面，再全面清理殘留在槽口內(nèi)的雜物，進(jìn)一步利用高壓水槍沖洗，保證槽內(nèi)足夠潔凈。

若切縫采用的是干切的作業(yè)方法，可利用鼓風(fēng)機(jī)清理其中的粉塵等雜物。經(jīng)檢查后，若梁與梁的間隙不達(dá)標(biāo)，則根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整，直至其滿足要求為止；槽內(nèi)鋪設(shè)有預(yù)埋筋和錨固筋，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙將其理順，使其精準(zhǔn)分布至指定位置，并采取除銹措施，清理鋼筋構(gòu)件上的銹跡。

2.3.3 校正鋼筋

受過(guò)往車(chē)輛以及施工機(jī)械的壓力作用，部分脆弱的預(yù)埋鋼筋容易發(fā)生變形，嚴(yán)重時(shí)將折斷，影響正常施工。出現(xiàn)此情況后，施工人員應(yīng)及時(shí)分析實(shí)際受損程度以及具體原因，進(jìn)而采取補(bǔ)焊措施，直至受損部分恢復(fù)完整狀態(tài)為止；此外，預(yù)埋筋的尺寸還需完全滿足要求。

2.3.4 吊裝作業(yè)

伸縮裝置的長(zhǎng)度較大，吊裝空間有限，容易在吊裝期間因姿態(tài)控制不到位而發(fā)生碰撞，進(jìn)而使伸縮裝置存在受損、變形等缺陷。若為鋼絲繩兩點(diǎn)起吊的方法，則容易發(fā)生彎曲變形現(xiàn)象。對(duì)此，較為合適的是采用25#槽鋼，數(shù)量為2 根，經(jīng)焊接處理后形成“口”字形鐵扁擔(dān)，再采取四點(diǎn)吊裝的方法，保證吊裝過(guò)程中伸縮裝置的平穩(wěn)性。吊環(huán)下分別掛長(zhǎng)為100cm 的φ16mm 短鋼絲繩，配套卡具，與伸縮縫裝置連接。考慮到伸縮裝置易壓壞槽口內(nèi)鋼筋的情況，可以沿縫長(zhǎng)方向按2m 的間距依次設(shè)置12cm×12cm 方木作為臨時(shí)支撐橫梁而使用。緩慢吊裝，將伸縮裝置平穩(wěn)放置并對(duì)其位置做精細(xì)化調(diào)整，直至精準(zhǔn)就位為止[4]。

2.3.5 安裝、檢查及調(diào)整

安裝前先清理槽內(nèi)的雜物，關(guān)鍵是橋梁支座間的細(xì)節(jié)部分，需要利用高壓水槍沖洗干凈；通過(guò)對(duì)自制門(mén)架、短道木等裝置的組合，共同構(gòu)成完整的調(diào)平架，沿縫長(zhǎng)方向按2m 的距離依次布設(shè)，調(diào)整螺帽和螺桿高度，抽出臨時(shí)支撐梁，同時(shí)確保伸縮裝置的頂面能夠與路面呈齊平的關(guān)系。經(jīng)調(diào)整后檢查伸縮裝置中心線，要求其與預(yù)留縫中心線保持重合（最大誤差不可超過(guò)3mm），并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步調(diào)整伸縮裝置的標(biāo)高。安裝期間，加強(qiáng)對(duì)裝置順直度和平整度的檢測(cè)與控制，順直度需在3mm 以內(nèi)，平整度在2mm 以內(nèi)。

2.4 型鋼的焊接處理

伸縮裝置所處位置無(wú)誤后，先對(duì)其一側(cè)做焊接處理，然后割開(kāi)鎖定鋼板，在另一側(cè)操控螺旋千斤頂，目的在于有效調(diào)整伸縮縫隙數(shù)值。同時(shí)，分兩種情況考慮，若伸縮量小于設(shè)計(jì)值，可行方式是適當(dāng)調(diào)小型鋼間隙，反之則適當(dāng)加大該間隙。溫度是影響作業(yè)效果的關(guān)鍵因素，在工期許可時(shí)安排在每日最低氣溫時(shí)段安裝[5]。經(jīng)前述對(duì)伸縮縫隙的調(diào)整后，對(duì)伸縮裝置的環(huán)形鋼筋與預(yù)埋鋼筋做焊接處理，具體為分段點(diǎn)焊加固的方法，其可以避免型鋼過(guò)度受熱而變形。焊接材料選擇的是優(yōu)質(zhì)焊條，按照“頂面-側(cè)面-底面”的順序依次焊接，每完成一處焊接后均做質(zhì)量檢查，確保各處的焊接質(zhì)量均可達(dá)標(biāo)。

2.5 鋼纖維混凝土的澆筑及振搗

型鋼定位錨固、路面層鋼筋鋪設(shè)到位后，再次清理開(kāi)槽內(nèi)的垃圾，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收后，若通過(guò)，則進(jìn)入鋼纖維混凝土澆筑環(huán)節(jié)。同時(shí)，遵循一次澆筑到位的原則，加強(qiáng)質(zhì)量控制，確保其具有密實(shí)、平整的特點(diǎn)。澆筑期間適度采取振搗措施，即兩側(cè)同步振搗，期間密切觀察澆筑點(diǎn)位的實(shí)際情況，若有泛漿、無(wú)氣泡，則結(jié)束振搗作業(yè)。振搗時(shí)，操作人員嚴(yán)格控制振搗點(diǎn)位，避免振搗設(shè)備碰觸鋼筋或是其他構(gòu)件；經(jīng)振搗處理后，仍需利用刮杠對(duì)混凝土表面做進(jìn)一步的處理，以提高其平整度。

2.6 養(yǎng)生

混凝土達(dá)初凝狀態(tài)后，在其表面覆蓋麻袋，進(jìn)入灑水養(yǎng)生環(huán)節(jié)，全程需保證混凝土呈濕潤(rùn)的狀態(tài)。通常，養(yǎng)生時(shí)間需達(dá)到15d 及以上，期間采取交通管制措施，無(wú)關(guān)人員及設(shè)備不可入場(chǎng)，盡可能減小外部因素對(duì)混凝土成型質(zhì)量的影響。經(jīng)檢查后，若伸縮裝置兩側(cè)混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)且無(wú)其他質(zhì)量問(wèn)題，則開(kāi)放交通。

2.7 安裝橡膠條

根據(jù)混凝土的實(shí)測(cè)強(qiáng)度判斷是否具備安裝橡膠條的條件，待混凝土的實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后，即可將縫內(nèi)的雜物清理干凈，再將橡膠條安裝到位，需要確保安裝后的橡膠止水條具有平整性，總體上較為整潔、外形美觀。

3 高速公路橋梁支座的功能、常見(jiàn)病害及維修措施

3.1 支座的功能、常見(jiàn)病害

橋梁工程中，支座的功能主要為：實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛荷載的傳遞，使其從上部結(jié)構(gòu)傳遞至下部結(jié)構(gòu)；優(yōu)化水平荷載的分布狀態(tài)，避免局部受力過(guò)于集中（某處受力過(guò)大時(shí)，易導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)失穩(wěn)）；調(diào)節(jié)橋梁上部的橫向位移，使其可以有效適應(yīng)氣溫的變化，增強(qiáng)橋梁整體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性水平[6]。

高速公路橋梁支座中，較為普遍的病害有如下幾種：裂縫。支座墊石與梁底支座不平，存在剪切力作用，此時(shí)容易出現(xiàn)裂縫。另外，在橋梁所需承受的荷載逐步增加下也容易出現(xiàn)裂縫病害，此時(shí)主要與底部承載力不足有關(guān)，且該病害將隨著橋梁使用時(shí)間的延長(zhǎng)而愈發(fā)明顯，原因在于荷載作用更強(qiáng)且結(jié)構(gòu)材料性能發(fā)生退化；脫空。脫空的出現(xiàn)主要與支座施工方法不合理有關(guān)，具體表現(xiàn)在工序銜接不當(dāng)?shù)膶用妗Ｓ捎谖床扇】刂拼胧?，梁片受力缺乏均勻性，制約了支座的功能，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，逐步出現(xiàn)松散的情況，因輕微病害的逐步積累，最終導(dǎo)致支座頂部脫空。

3.2 裂縫病害的維修措施

4.2.1 縫寬＜0.15mm 時(shí)，直接刷涂環(huán)氧樹(shù)脂是較為可行的方法，在確定裂縫病害的發(fā)生范圍后，對(duì)其兩側(cè)10cm 做打磨和清理處理，制備適量的封閉材料涂抹于裂縫處，以起到封閉裂縫的效果。在制備裂縫封閉材料時(shí)必須選擇優(yōu)質(zhì)的原材料，嚴(yán)格控制用量，以得到均勻性較好的混合料。此后，由施工人員利用灰刀沿裂縫兩側(cè)10cm 范圍內(nèi)涂抹前期已經(jīng)制備好的漿液，在此操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制各處的厚度，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂等相關(guān)材料的應(yīng)用有效處理裂縫。

4.2.2 縫寬≥0.15mm 時(shí)，針對(duì)裂縫病害的處理流程相對(duì)更多，需逐步落實(shí)各項(xiàng)工作，從根本上處理裂縫，即在注入環(huán)氧樹(shù)脂前適度打磨裂縫，再進(jìn)一步按照前述所提的注漿方法予以處理。首先，利用砂輪機(jī)沿著裂縫的走向?qū)ζ渲苓?cm 寬的范圍內(nèi)做打磨處理，此后清理裂縫處殘留的雜物，使其保持潔凈，以免影響后續(xù)材料的注入效果（若裂縫處有較多的粉塵或是其他雜物，后續(xù)注入環(huán)氧樹(shù)脂后，材料與縫壁的貼合穩(wěn)定性不足，隨之影響封閉效果）。按要求制備環(huán)氧樹(shù)脂，利用特定的設(shè)備將其注入已經(jīng)處理好的裂縫內(nèi)，在完成該類(lèi)材料的注入作業(yè)后，沿裂縫2～3cm 寬做進(jìn)一步的涂刷密封處理，全面封閉裂縫，后續(xù)加強(qiáng)對(duì)裂縫處理部位的養(yǎng)護(hù)，使環(huán)氧樹(shù)脂能夠與裂縫穩(wěn)定結(jié)合于一體，逐步成型，封堵裂縫，同時(shí)加強(qiáng)質(zhì)量檢查，判斷實(shí)際情況，存在問(wèn)題則從源頭上處理到位[7]。

3.3 支座脫空病害的維修措施

支座有脫空的情況時(shí)，應(yīng)用較為廣泛的方法是確定脫空部位的實(shí)際狀態(tài)，向該處楔入合適尺寸的楔形不銹鋼鋼板，通過(guò)該類(lèi)材料的應(yīng)用改善支座的受力條件，使其可正常使用。楔入處理的方法操作便捷，且不會(huì)損傷現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，因此兼具質(zhì)量、效率多重優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)階段高速公路交通流量逐步增加，車(chē)輛荷載對(duì)公路橋梁的作用更為明顯，支座脫空的類(lèi)型、成因錯(cuò)綜復(fù)雜，若要充分發(fā)揮出前述所提處理方法的應(yīng)用效果，則必須準(zhǔn)確掌握脫空的實(shí)際情況，并加強(qiáng)對(duì)鋼板質(zhì)量的控制（不銹鋼鋼板、鋼板原材），例如材質(zhì)的選擇、厚度的設(shè)置均是關(guān)鍵的內(nèi)容，工作人員需全面兼顧各項(xiàng)要素[8]。

通常，不銹鋼鋼板的大小普遍為1mm、2mm 或者3mm，鋼板原材料則以5mm、1cm 居多。考慮到施工的靈活性要求，需制作全面積、3/4、1/2、1/4 四種類(lèi)型的墊板，以便備用。待楔形不銹鋼鋼板安裝到位后，借助外力將其楔入，使其穩(wěn)定在脫空處起到“填充”的作用，進(jìn)而使支座可正常使用。

在支座脫空處楔入鋼板時(shí)，需在楔入前做好準(zhǔn)備工作，即取適量的改性環(huán)氧材料，將其均勻刷涂在墊板的表面；同時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)墊板材質(zhì)、尺寸的論證，保證其具有可行性；在完成鋼板的楔入作業(yè)后檢查實(shí)際情況，若存在問(wèn)題，則及時(shí)處理，確保楔入后的鋼板可以充分發(fā)揮出改善支座使用狀態(tài)的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伸縮縫、支座均是高速公路橋梁中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，伸縮縫雖然屬于細(xì)部施工內(nèi)容，但對(duì)全橋適應(yīng)性和穩(wěn)定性所帶來(lái)的影響較為明顯；而支座則容易出現(xiàn)脫空問(wèn)題，影響上方結(jié)構(gòu)的正常使用。對(duì)此，相關(guān)施工單位應(yīng)以科學(xué)的施工工藝進(jìn)行伸縮縫施工和妥當(dāng)?shù)姆椒ㄗ龊弥ёS修工作，以此提高高速公路橋梁的質(zhì)量水平。