高速公路橋梁毛勒伸縮縫施工技術(shù)應(yīng)用分析

吳雨楓，王健

（江西省高速公路物資有限公司，江西 南昌 330013）

1 工程概況

某高速公路M合同段起訖樁號(hào)K142+100～K154+162，該合同段內(nèi)長(zhǎng)度超出40m的大中型橋梁共有5座，且橋梁全部按照車(chē)輛荷載為汽車(chē)—超20級(jí)，掛車(chē)—120設(shè)計(jì)。橋梁全部設(shè)置毛勒伸縮縫，伸縮縫單根長(zhǎng)12.5～18.1m，其中D-80-B型毛勒縫共16道，總長(zhǎng)度341.5m，D-160-B型毛勒縫共5道，總長(zhǎng)度96.8m。就毛勒縫施工方案而言，應(yīng)在橋面瀝青鋪裝層施工完畢后按設(shè)計(jì)尺寸切縫安裝。

2 毛勒伸縮縫施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

在大梁預(yù)制和橋臺(tái)背箱梁施工過(guò)程中，必須結(jié)合相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求預(yù)留槽口，出于施工便利方面的考慮，本公路橋梁毛勒伸縮縫采取就大不就小的施工原則，在槽口預(yù)留的過(guò)程中還應(yīng)加強(qiáng)鋼筋預(yù)埋處理。位于空心板梁和橋梁臺(tái)背等處的D-80-B型毛勒縫應(yīng)預(yù)埋門(mén)形光圓鋼筋，而位于護(hù)欄底座等處的D-160-B型毛勒縫預(yù)埋門(mén)形直角光圓鋼筋，全部預(yù)埋筋均應(yīng)按施工規(guī)范[1]和設(shè)計(jì)要求設(shè)置。

在安裝大梁的過(guò)程中，還應(yīng)適當(dāng)調(diào)整設(shè)置毛勒縫的墩臺(tái)結(jié)構(gòu)縫隙，以保證符合毛勒縫安裝尺寸等要求。為確保施工車(chē)輛能在瀝青橋面攤鋪施工前順利通行，須將混凝土預(yù)制塊充填在槽口內(nèi)的預(yù)埋鋼筋間；為防止運(yùn)輸車(chē)輛壓壞鋼筋，還應(yīng)保證預(yù)制混凝土塊頂面高出預(yù)埋鋼筋頂面1.0～2.0cm，將二灰碎石填筑其上并壓實(shí)。

本橋梁所采用的D-160-B型毛勒裝置一組2根，D-80-B型毛勒裝置一組4根，均通過(guò)長(zhǎng)螺桿和短道木起固定作用。在運(yùn)輸毛勒裝置時(shí)，必須保證螺帽固定良好，吊點(diǎn)準(zhǔn)確，并整體捆扎在平板運(yùn)輸車(chē)上。按照與每座橋?qū)?yīng)的型號(hào)將毛勒裝置運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，核對(duì)無(wú)誤后通過(guò)4吊點(diǎn)法和長(zhǎng)9.0～10.0m的扁擔(dān)梁完成毛勒裝置裝卸。

2.2 切縫及槽口清理

完成橋面瀝青混凝土鋪筑施工后還應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和槽口預(yù)留寬度，在槽口每邊切出5cm左右的縫。在切縫施工前通過(guò)拉尼龍繩作為參考，確保切縫順直，尺寸無(wú)誤，切縫完成后通過(guò)風(fēng)鎬將縫隙內(nèi)部及槽口處掉落的混凝土渣徹底清除，并繼續(xù)鑿毛槽口表面的混凝土材料，再通過(guò)高壓水槍進(jìn)行二次清理。

施工機(jī)械碾壓輔助橋面后會(huì)導(dǎo)致部分預(yù)埋鋼筋變形、彎折，必須對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的校正和補(bǔ)焊，完成后還應(yīng)進(jìn)行其是否符合預(yù)埋鋼筋尺寸的檢查，并確保每1.0m的范圍內(nèi)均設(shè)置有兩處焊接牢固的預(yù)埋鋼筋。

2.3 毛勒縫安裝

考慮到本橋梁所使用毛勒裝置整體長(zhǎng)度在12.5～17.8m范圍內(nèi)，若采用單根吊裝的安裝方式，則很容易發(fā)生變形，若通過(guò)鋼絲繩2點(diǎn)吊裝，又會(huì)導(dǎo)致毛勒裝置變形[2]，為此，本工程主要通過(guò)2根25#槽鋼焊接而成的“口”字形扁擔(dān)梁并采用4點(diǎn)吊裝法進(jìn)行毛勒裝置安裝。在具體吊裝的過(guò)程中，將凈長(zhǎng)1.0m的小型鋼絲繩吊掛在吊環(huán)下，并通過(guò)索卡將其與毛勒裝置連接。為避免槽口內(nèi)鋼筋被毛勒裝置壓壞，還應(yīng)按照2.0m間隔順縫長(zhǎng)向增設(shè)1根長(zhǎng)×寬為12cm×12cm的臨時(shí)方木加強(qiáng)橫梁支撐。將毛勒裝置放置在方木之上并按環(huán)形鋼筋實(shí)際尺寸調(diào)整至準(zhǔn)確位置。

2.4 開(kāi)口尺寸控制

本橋梁毛勒裝置開(kāi)口尺寸的控制可采用兩種方法：一是焊接好毛勒裝置一側(cè)后使其保持平直，再切開(kāi)鎖定鋼板，并通過(guò)螺旋千斤頂在毛勒裝置另一側(cè)將其伸縮縫調(diào)整至設(shè)計(jì)位置后和預(yù)埋鋼筋牢固焊接，完成后卸除千斤頂。在完成毛勒裝置調(diào)整后通過(guò)電焊機(jī)在同等溫度條件下對(duì)毛勒裝置開(kāi)口對(duì)稱(chēng)施焊，焊接完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后解鎖。此種處理方式能有效避免在極端溫度下施工，確保毛勒裝置的施工效果和質(zhì)量。二是對(duì)于實(shí)際安裝溫度并不滿足預(yù)定的鎖定溫度條件的情況，應(yīng)采用二次鎖定法進(jìn)行橋梁毛勒裝置開(kāi)口尺寸的控制。具體而言，應(yīng)結(jié)合實(shí)際環(huán)境溫度進(jìn)行毛勒裝置準(zhǔn)確開(kāi)口尺寸的量化計(jì)算，切開(kāi)鎖定鋼板后根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整毛勒裝置開(kāi)口，再將鎖定鋼板牢固焊接，將毛勒裝置按照所確定好的位置裝入縫中對(duì)焊，焊完解鎖。為加強(qiáng)毛勒裝置開(kāi)口尺寸及焊接施工質(zhì)量控制，必須保證裝置位置完全準(zhǔn)確，并按照2.0m的間距將定位鋼筋一端焊接于水平向和垂直向錨環(huán)上，定位鋼筋另一端和混凝土槽口密接。

3 毛勒伸縮縫伸縮量復(fù)核

在橋梁工程施工過(guò)程中，溫度應(yīng)力變化、混凝土收縮徐變、偶然荷載導(dǎo)致的變形等均會(huì)導(dǎo)致毛勒伸縮縫伸縮量的改變。本橋梁工程在施工過(guò)程中還應(yīng)按照以下過(guò)程并根據(jù)具體情況進(jìn)行毛勒縫伸縮量復(fù)核：

式（1）～式（5）中：Δe—溫度變化導(dǎo)致的毛勒縫伸長(zhǎng)量（mm）；ΔS1—溫度變化導(dǎo)致的毛勒縫收縮量（mm）；ΔS2—混凝土收縮導(dǎo)致的毛勒縫收縮量（mm）；ΔS3—混凝土徐變導(dǎo)致的毛勒縫收縮量（mm）；k—除常見(jiàn)因素外的毛勒縫額外伸縮量系數(shù)，通常取1.1；a—混凝土線性膨脹系數(shù)，取1.0×10-5；tmax—溫度最高值（℃）；tin—預(yù)定施工溫度（℃）；tmin—溫度最低值（℃）；L—橋梁上部構(gòu)造變形區(qū)間長(zhǎng)度（mm）；σp—預(yù)應(yīng)力引發(fā)的軸向應(yīng)力均值（MPa），取15MPa；ts—毛勒縫伸縮等待溫度（℃），取10℃；φ—徐變系數(shù)，齡期60d情況下取2；β1—隨齡期增長(zhǎng)而導(dǎo)致收縮徐變遞減系數(shù)，取0.4；Ec—混凝土彈性模量（MPa），取3.0×104MPa；Δ—毛勒伸縮縫總伸縮量（mm）。

根據(jù)式（1）～（5）及本高速公路橋梁設(shè)計(jì)資料，將其高架橋0#～20#墩臺(tái)中具有代表性的0#、6#、13#、20#墩臺(tái)處毛勒伸縮縫伸長(zhǎng)量進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算過(guò)程中首先確定各典型墩臺(tái)毛勒縫伸縮區(qū)間長(zhǎng)度，分別為70m、140m、140m和140m，再計(jì)算橋板伸長(zhǎng)后縫口合龍量分別為19.25mm、38.5mm、和38.5mm，橋板縮短后縫口張開(kāi)量分別為57.75mm、115.5mm、115.5mm和115.5mm。本橋梁0#、6#、13#、20#墩臺(tái)處橋板伸長(zhǎng)后毛勒伸縮縫口合龍量和橋板縮短后毛勒伸縮縫口張開(kāi)量之和分別為77mm、154mm、154mm和154mm，據(jù)此確定出的每度變化位移量分別為0.77mm、1.54mm、1.54mm和1.54mm，設(shè)計(jì)溫度下預(yù)留縫寬分別為30mm、130mm、130mm、130mm。所得出的毛勒縫總伸縮量復(fù)核結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)某高速公路橋梁毛勒伸縮縫施工過(guò)程的分析結(jié)果表明，毛勒縫裝置通常設(shè)置在已經(jīng)建造完成的橋梁結(jié)構(gòu)較薄弱部位，因毛勒縫裝置直接承載反復(fù)的行車(chē)荷載，所以對(duì)該裝置自身結(jié)構(gòu)及安裝質(zhì)量有較高要求。毛勒伸縮縫通常由鋼材和橡膠材料組合而成，并具有承載力強(qiáng)、抗磨、防滑防水、抗衰老性能穩(wěn)定等特征，并對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)有極大的緩沖作用，且維修養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單，能有效提升橋梁結(jié)構(gòu)性能并延長(zhǎng)其使用壽命。在毛勒縫施工過(guò)程中，橋梁結(jié)構(gòu)伸縮量的準(zhǔn)確確定是伸縮縫施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，必須在綜合考慮環(huán)境溫度、行車(chē)荷載、橋梁混凝土結(jié)構(gòu)收縮徐變等因素的情況下準(zhǔn)確確定并在施工過(guò)程中分階段復(fù)核伸縮裝置的伸縮量，在保證伸縮縫裝置施工質(zhì)量的同時(shí)，使橋面更加平整、耐磨、抗?jié)B，保證橋面行車(chē)的平穩(wěn)和安全。