高速公路橋梁伸縮縫施工安裝質(zhì)量研究

摘 要：在高速公路橋梁結(jié)構(gòu)中，伸縮縫直接承受汽車荷載的強烈沖擊，加上自然環(huán)境的影響，橋梁結(jié)構(gòu)極易受到損壞，且修補部位難度大。伸縮縫安裝不當(dāng)，會引起早期損壞，從而產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，影響汽車駕駛的舒適感。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)可以正常使用，需要重視伸縮縫施工安裝質(zhì)量。從橋梁伸縮縫類型出發(fā)，闡述了影響伸縮縫安裝質(zhì)量的主要因素，并提出了具體的安裝質(zhì)量控制措施，希望能夠提升施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高速公路;橋梁伸縮縫;安裝質(zhì)量

中圖分類號：TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）07-0050-03

1 橋梁伸縮縫類型分析

橋梁伸縮縫的應(yīng)用，不僅可以確保橋面結(jié)構(gòu)安全，還可以進一步提升施工質(zhì)量。但在長期使用當(dāng)中，很容易出現(xiàn)伸縮縫跳車情況[1]。為了合理控制伸縮縫質(zhì)量，必須對目前常用的幾種伸縮縫類型有所了解，比如毛勒式伸縮縫、鋼板式伸縮縫等，具體如下：

1.1 毛勒式伸縮縫

作為一種較為先進的橋梁伸縮裝置，它屬于鋼-橡膠組合形式。毛勒伸縮縫施工安裝簡單、快速，且可做到收縮靈活，在行車過程中不會出現(xiàn)跳車，能夠達到車輛高速行車的需求。

1.2 鋼制支承式伸縮縫

通過鋼材制作而成的伸縮縫被稱為鋼制支承式伸縮縫。此類伸縮縫可以直接承受車輪碾壓荷載，可分為2類：一是鋼梳齒板伸縮縫，主要適用于中、大跨徑的橋梁，可以承受的水平變形較大，伸縮量超過40 mm。二是鋼板疊合式伸縮縫，相比之下，鋼板疊合式伸縮縫的伸縮量較小，在30 mm以內(nèi)[2]。

1.3 數(shù)模支承式伸縮縫

數(shù)模支承式伸縮縫不僅需要橡膠材料，還需要異性鋼材，是兩種材料的組合體，在位移量較大的狀況下，數(shù)模支承式伸縮縫仍能直接承受行車荷載。

1.4 對接式伸縮縫

目前來講，對接式伸縮縫主要分為2種類型;一是填塞式對接伸縮縫。此類伸縮縫主要用于常規(guī)橋梁，即伸縮量小于40 mm。二是嵌固式對接伸縮縫;適用的橋梁工程伸縮量通常在80 mm以下，包括80 mm。

1.5 板式橡膠伸縮縫

基于橡膠材料剪切模量低的原理，而進行板式橡膠伸縮縫設(shè)計、加工與制作。利用螺栓將橡膠體和梁端連接在一起，構(gòu)成一個完整的整體，再通過伸縮縫上下凹槽的橡膠體剪切變形作用，從而達到梁體結(jié)構(gòu)相對位移的需求，并用于直接承受車輛荷載。除此之外，還可以將2塊錨固鋼板設(shè)于橡膠伸縮體內(nèi)，利用螺栓和梁端進行連接，并共同受力。此類伸縮縫的優(yōu)點在于跨徑間隙大，且行車穩(wěn)定。

1.6 無縫式伸縮縫

在接縫構(gòu)造不伸出橋面的條件下，將彈性材料填入橋梁端部伸縮間隙，隨后鋪筑防水材料，并將彈性復(fù)合材料鋪在橋面鋪裝層，這樣便可以將伸縮縫位置的橋面鋪裝和其余鋪裝位置連成一個整體。此類伸縮縫的優(yōu)點在于防水性好、施工簡便、易于維修等[3]。

1.7 三維方向變形橋梁伸縮縫

當(dāng)前，橋梁工程發(fā)展迅速，結(jié)構(gòu)形式不斷改變與創(chuàng)新，三維方向變形橋梁伸縮縫主要用于異型橋跨結(jié)構(gòu)變形，此類伸縮縫可以滿足三向變形需求，即縱向、橫向、豎向。

2 影響橋梁伸縮縫施工安裝質(zhì)量的主要因素

伴隨我國交通運輸事業(yè)的快速發(fā)展，橋梁伸縮縫裝置也在逐漸發(fā)展、進步。橋梁工程當(dāng)中，主要在梁端等結(jié)構(gòu)中安裝橋梁伸縮縫裝置。此部位屬于薄弱部位，不僅要承受大量行車荷載，還會受雨水、陽光等自然因素的影響，因此很容易由于自身破損，而破壞梁板、橋面鋪裝層等。一旦破壞了橋梁伸縮縫，便會加劇橋梁損壞速度，影響橋梁使用壽命。在橋梁建設(shè)規(guī)模和數(shù)量持續(xù)增長的今天，大量新型伸縮裝置不斷被用于橋梁工程，且取得了良好的應(yīng)用效果[4]。

2.1 溫度的影響

在高速公路橋梁施工中，溫度是影響伸縮縫施工安裝質(zhì)量的一大因素，由于伸縮縫始終處于一個露天的環(huán)境當(dāng)中，受自然因素很大，比如說，溫度變化，會造成熱脹冷縮，這對于伸縮縫施工影響極為嚴重，且難以控制。當(dāng)溫度太高的時候，一定程度上橋梁伸縮縫材料會產(chǎn)生膨脹;反之，當(dāng)溫度太低的時候，橋梁伸縮縫材料又會出現(xiàn)遇冷收縮現(xiàn)象。因此，在伸縮縫施工安裝過程中，必須提前制定一個合理、科學(xué)、可行的安裝施工方案。

2.2 材料的影響

除自然因素外，橋梁伸縮縫材料自身的質(zhì)量也會對施工安裝質(zhì)量造成不同程度的影響。橋梁工程施工直接暴露在空氣當(dāng)中，施工現(xiàn)場又較為開放，不同地區(qū)，施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、氣候條件、施工隊伍條件等都有所不同，因此，在伸縮縫材料和伸縮縫類型選擇時，不能以偏概全，要將工程技術(shù)、施工現(xiàn)場、水文條件、地質(zhì)條件等考慮在內(nèi)，深入準確地了解施工環(huán)境及施工方案的前提下，慎重選擇施工材料?；炷潦菢蛄汗こ套畛Ｒ姷牟牧?，在鋼筋混凝土橋梁及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁當(dāng)中還需要考慮混凝土徐變、收縮問題。作為混凝土構(gòu)件的一種固有屬性，混凝土收縮、徐變現(xiàn)象基本上可以看作是一種隨機現(xiàn)象，主要影響因素有混凝土的配合比、塌落度、溫度、持荷時間、強度等。

2.3 荷載的影響

對于橋梁端部而言，活載或者恒載都會引起角變位，從而導(dǎo)致伸縮裝置出現(xiàn)垂直或水平及角變位。

為加寬橋面時，需要安裝縱向伸縮裝置，因為跨中撓度很大，在振動過程中，隨著時間的變化還要注意變位所產(chǎn)生的相位差。因此，各種荷載會引起橋梁撓度變化。

2.4 地震的影響

對于橋梁伸縮縫而言，地震的影響很復(fù)雜，且把控難度大，一般設(shè)計時需要予以考慮，尤其是在有可靠資料的情況下，需要計算出地震對橋梁相關(guān)參數(shù)的影響，比如橋梁墩合的卜沉、回轉(zhuǎn)、水平移動及傾斜展等。

2.5 縱坡的影響

當(dāng)橋梁具有較大縱坡時，施工過程中往往將活動支座設(shè)計成水平，因此，在支座位移的時候，極易出現(xiàn)路面垂直差，在變位較小的時候基本上無需考慮。但是，若為縱坡較大的組合鋼橋，且變位較大的情況下，就需要認真考慮選擇何種伸縮裝置形式。

3 橋梁伸縮縫施工安裝質(zhì)量控制要點

橋梁伸縮縫安裝質(zhì)量的優(yōu)劣低于車輛行駛舒適性、橋梁服役年限具有直接的影響。為此，本文針對兩種不同伸縮縫的安裝質(zhì)量控制要點進行了分析，具體如下：

3.1 鋼梳齒板伸縮縫

鋼梳齒板伸縮縫（圖1）具有較大伸縮量，適用性強，可在不同梁體結(jié)構(gòu)及跨度的新舊改造橋梁中使用。首先，在安裝前，需要詳細清理伸縮裝置部位，通過焊接法將梳形鋼板接長，并根據(jù)施工設(shè)計要求彈線定位，固定時可采用夾板，待焊接后，針對出現(xiàn)的變形情況及時進行矯正。根據(jù)設(shè)計標(biāo)高要求，在預(yù)留孔內(nèi)埋設(shè)錨栓，隨后進行錨板焊接，并調(diào)節(jié)封頭板，保證其和墊板平齊。其次，安裝過程中，在定位角鋼上固定構(gòu)件，以此提高安裝的準確性，并避免出現(xiàn)梳齒平整性差、扭曲變形等問題。除此之外，還要控制好梳齒之間的間隔。一般來講，可選擇同一塊板方形切割兩齒板，安裝準確。再次，澆筑混凝土?xí)r，保證振搗密實，為了順序排出混凝土內(nèi)的空氣，可在鋼梳齒根部開鉆小孔，直徑為20 mm。完成澆筑后，需及時拆除定位角鋼，確保在溫度變化中伸縮縫能夠伸縮自如。最后，做好混凝土養(yǎng)護工作。

3.2 毛勒式伸縮縫

毛勒式伸縮縫安裝前，需要詳細制定施工組織方案，合理安排施工進度與技術(shù)要點，明確各施工組分工，落實各方責(zé)任，做到職責(zé)分明。安裝工藝如表圖2所示。

在安裝過程中，要求嚴控每道工序的施工質(zhì)量，控制要點為：①安裝前，做好各項準備工作，要求詳細檢查檢驗伸縮縫的順直度、平整度、間距等參數(shù)，保證設(shè)備配置合理、數(shù)量滿足施工設(shè)計要求，做好試機工作，確保施工順利開展。②按照施工圖紙相關(guān)要求，明確開槽寬度并施工放樣，切縫可采取干切方式，完成后，及時清理干凈，不得污染路面。③開槽時，合理控制開槽深度，開槽后清理干凈槽內(nèi)所有雜物。若發(fā)現(xiàn)梁和梁之間的間隙與設(shè)計存在偏差，需及時將槽內(nèi)的預(yù)埋筋、錨固筋理順直，并做除銹施工。④若出現(xiàn)梁板預(yù)埋鋼筋不夠的情況，需及時補填，滿足數(shù)量滿足要求，同時保證型鋼安裝規(guī)范。⑤伸縮縫安裝對于施工溫度有一定要求，一般可控制在15～20℃，若安裝溫度不滿足設(shè)計要求，需及時進行伸縮縫定位值的調(diào)節(jié)。安裝前，先檢查是否清理干凈槽內(nèi)雜物，尤其是橋梁支座之間是否清潔，若不符合要求，需及時通過高壓水槍進行清理。型鋼定位前，還需認真檢查型鋼的順直度，保證在允許范圍內(nèi)控制型鋼頂面和路面高差。型鋼定位可采取吊索進行安裝，待準確定位后，宜選擇分段點焊加固，防止型鋼由于溫度過高出現(xiàn)變形情況。焊接時，可通過高質(zhì)量焊條進行施工，一條一條進行焊接，焊接順序為“頂面-側(cè)面-底面”，隨后將固定夾去除。安裝時，需實時檢測型鋼平整度情況。待型鋼定位錨固，路面層鋼筋鋪設(shè)完成后，需及時進行頂層鋼筋混凝土保護層厚度檢查，并清理干凈槽口位置，各項檢查驗收合格后，便可進行C50混凝土澆筑。⑥養(yǎng)生后，混凝土強度滿足設(shè)計要求，便可進行橡膠條安裝。安裝前，需清理干凈縫內(nèi)雜物，避免對混凝土的伸縮性造成不利影響。

4 提升橋梁伸縮縫施工安裝質(zhì)量的對策

4.1 完善監(jiān)督管理機制

橋梁伸縮縫施工質(zhì)量尤為關(guān)鍵，為了約束施工作業(yè)行為，需要進一步完善施工監(jiān)督管理機制，指派專門的監(jiān)督管理人員，全程監(jiān)督整個施工質(zhì)量。

施工材料質(zhì)量監(jiān)督與管理。材料是工程實體的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，材料質(zhì)量的優(yōu)劣與工程質(zhì)量息息相關(guān)，為了滿足伸縮縫工程建設(shè)需要，必須詳細檢查材料采購數(shù)據(jù)、賬單、質(zhì)量檢查單等，不得出現(xiàn)遺漏。

施工安裝過程還需做好監(jiān)督管理工作，對于各個細節(jié)變化利用傳感器系統(tǒng)進行認真檢查，并與相關(guān)技術(shù)管理人員積極配合，以便全程監(jiān)控。

建立健全獎懲機制，并與其他部門協(xié)同合作，相輔相成，進一步增強每一個施工人員的責(zé)任感，從細小處入手，提高工程質(zhì)量。

4.2 做好施工控制工作

在橋梁伸縮縫使用性能調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，毛勒伸縮縫除外，現(xiàn)有橋梁伸縮縫使用年限均較短，比較長的使用時間也基本上可以滿足6年左右。加上早期階段，我國橋梁工程多數(shù)安裝的是橡膠板式伸縮縫，在交通量較大的情況下，此類伸縮縫無法承受住高速行駛車輛的強烈沖擊，此外，安裝當(dāng)中也存有一些情況，因此，橋梁通車早期極易被破壞，甚至?xí)霈F(xiàn)較為嚴重的跳車問題，最終對行車安全造成不利影響。

針對鋼制伸縮縫裝置，由于其自身型鋼材料和混凝土材料存在很大不同，比如，溫度膨脹系數(shù)、強度等，在界面位置必定會生成應(yīng)力薄弱處，根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究可知，新舊界面位置開裂時造成伸縮縫損壞的主要原因，一旦伸縮縫被破壞，則會降低橋梁的防水能力，影響其使用壽命。為此，在實際應(yīng)用當(dāng)中，必須合理選擇橋梁伸縮縫類型，加大施工質(zhì)量控制，保證安裝合理、規(guī)范，這樣才能避免伸縮縫被破壞，降低后期維修難度。在安裝前要做好工序合理安排，避免伸縮縫施工與其他工程施工出現(xiàn)沖突，保證安裝進度。

5 工程實踐

伸縮縫安裝質(zhì)量對路面平順連接起到了至關(guān)重要的作用，將會直接影響路面總體平整度及通車后的行車舒適性。S62淮內(nèi)高速息邢段橋梁伸縮縫施工，伸縮縫澆注采用不小于C50玄武巖纖維水泥混凝土，玄武巖纖維摻入量為50 kg/m3以上，控制其坍落度滿足混凝土運輸?shù)淖钚∫螅刂圃?～9 cm，并應(yīng)適當(dāng)摻入JPA高性能外加劑，減小水灰比，減少混凝土收縮。工藝流程為開槽—型鋼橫梁安裝—模板安裝—混凝土澆筑—表層防裂鋼筋網(wǎng)的安裝—養(yǎng)生。

伸縮縫施工完成后，對每道伸縮縫逐一進行檢查驗收，用3 m直尺檢測，每道縫型鋼頂面兩側(cè)檢測平整度5點，行車道、超車道各檢測2點，緊急停車帶檢測1點，要求伸縮縫與橋面瀝青混凝土高差≤2 mm，即伸縮縫型鋼頂面要低于兩側(cè)瀝青混凝土0～2 mm，合格率要求100%;同時采用小型車輛以120 km/h的速度通過行車道、超車道檢測，要求無明顯跳車感。對平整度超標(biāo)的進行打磨處理，直到滿足要求。同時沿水泥混凝土與瀝青混凝土交接線，在水泥混凝土上粘貼塑膠帶，噴涂瀝青漆，使瀝青面層恢復(fù)原色，確保交接線直順，交接面黑白分明。

在息邢段橋梁伸縮縫施工中，施工單位嚴格把控各道施工工序，在通車運營三年后，橋梁伸縮縫性能良好、平順，在2021年度被評選為國家優(yōu)質(zhì)工程。

6 結(jié)語

綜上所述，伴隨社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，作為交通運輸事業(yè)的重要組成部分，高速公路建設(shè)也取得了不錯的成績。伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)的一部分，其安裝質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個工程的質(zhì)量。因此，在高速公路橋梁伸縮縫安裝中，只有先了解不同伸縮裝置的特點，掌握影響質(zhì)量的因素，才能保證采取的安裝質(zhì)量措施合理、可行，進一步提升施工技術(shù)水平，保障工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

參考文獻

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收稿日期：2022-03-09

作者簡介：許軍（1970—），男，河南鄭州人，本科，工程師，研究方向：交通工程。