伸縮縫施工技術(shù)在市政道路橋梁施工中的應(yīng)用研究

王婧芫

(北京城投地下空間開發(fā)建設(shè)有限公司，北京 100044)

伸縮縫作為橋梁重要組成部分之一，其主要作用為適應(yīng)橋梁發(fā)生的變形，設(shè)置位置以梁端間以及梁端和橋臺(tái)間為主，伸縮縫應(yīng)能在和橋梁軸線保持平行和垂直兩個(gè)方向上都可以實(shí)現(xiàn)自由伸縮，且安裝牢固，保證車輛行駛可以平順通過，不會(huì)產(chǎn)生噪聲和突跳。除此之外，還應(yīng)避免積水與垃圾進(jìn)入造成堵塞，便于安裝和日常檢查養(yǎng)護(hù)。伸縮縫所在位置的欄桿和鋪裝層應(yīng)完全斷開。要想使橋梁伸縮縫作用得以充分發(fā)揮，需掌握正確的施工工藝及方法，因此有必要結(jié)合橋梁實(shí)際情況，深入分析和論述橋梁伸縮縫具體施工工藝與方法。

1 工程概況

某公路工程C標(biāo)段起點(diǎn)樁號(hào)為K49+950，終點(diǎn)樁號(hào)為K59+600，包含2處斷鏈，全線共包含5座大橋、5座中橋與1處隧道，共需要安裝38個(gè)伸縮縫。按照所用伸縮縫的型號(hào)劃分成兩個(gè)標(biāo)段，將其分配給不同的專業(yè)隊(duì)伍施工，在保證質(zhì)量的同時(shí)加快進(jìn)度。本次施工所用伸縮縫類型包括C40型、XFII-160A2F型與Z80型，其中，C40型用于K49+778通道橋、K50+906通道橋、K55+120通道橋，XFII-160A2F型用于K51+580互通橋，Z80型用于K51+580段1#橋、K52+081段2#橋、K53+091分離立交橋、K53+660段1#橋、K54+548分離立交橋、K55+540段2#橋。

伸縮縫施工所用機(jī)械設(shè)備應(yīng)提前準(zhǔn)備到位，具體配置情況為：C40型伸縮縫與XFII-160A2F型伸縮縫安裝需準(zhǔn)備1臺(tái)40kW發(fā)電機(jī)，1臺(tái)3kW汽油發(fā)電機(jī)，1臺(tái)空氣壓縮機(jī)，2臺(tái)路面切割機(jī)，2臺(tái)電焊機(jī)，1套氣割設(shè)備，2套振搗棒，1輛施工車輛和1輛管理車輛；Z80型伸縮縫安裝需準(zhǔn)備1臺(tái)30kW發(fā)電機(jī)和1臺(tái)15kW發(fā)電機(jī)，2臺(tái)空氣壓縮機(jī)，2臺(tái)路面切割機(jī)，1臺(tái)鋼筋切割機(jī)，4臺(tái)電焊機(jī)，1套氣割設(shè)備，2套振搗棒，1輛施工車輛與1輛管理車輛。所有施工機(jī)械設(shè)備正式使用前都要經(jīng)過調(diào)試確認(rèn)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 伸縮縫進(jìn)場(chǎng)和存放

在橋梁伸縮縫進(jìn)場(chǎng)和存放過程中，應(yīng)注意以下幾方面要點(diǎn)。

1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的伸縮縫型號(hào)、長(zhǎng)度及所用密封件類型和安裝寬度對(duì)伸縮裝置實(shí)施采購(gòu)與裝配，由專門的廠家負(fù)責(zé)成套供應(yīng)。

2)伸縮裝置應(yīng)先在指定的工廠中進(jìn)行組裝，然后采用專門的設(shè)備將其包裝好并運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)。將伸縮裝置裝配完成后，需在出廠之前由廠家根據(jù)圖紙?zhí)岢龅陌惭b尺寸利用夾具將其固定，以確保保持圖紙要求的寬度，同時(shí)分別將重量與吊點(diǎn)的位置準(zhǔn)確標(biāo)出。如果組合式伸縮裝置的長(zhǎng)度較大受到運(yùn)輸長(zhǎng)度等因素的限制，需在得到監(jiān)理人員的許可后，在工廠完成試驗(yàn)性組裝后，采用分段組裝運(yùn)輸?shù)姆绞剑珜?duì)于模數(shù)式伸縮縫而言，必須在工廠內(nèi)進(jìn)行組裝施工[1]。

3)按照計(jì)劃將伸縮縫材料組織進(jìn)場(chǎng)，將伸縮裝置運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)開始存放后，需在地面設(shè)置墊層，并使用彩條布進(jìn)行覆蓋，以免伸縮縫材料受損。

2.2 防水混凝土準(zhǔn)備

根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，指派專門的單位對(duì)伸縮縫施工中使用的防水混凝土開展配合比設(shè)計(jì)，考慮到工程所處地區(qū)為東北地區(qū)，進(jìn)入冬季后氣溫較低，尤其是在降雪之后公路需采用撒鹽的方式融雪，所以在配合比設(shè)計(jì)過程中應(yīng)適量摻加防腐劑。本次伸縮縫施工所用混凝土的配合比為：水泥∶砂∶碎石∶水∶外加劑=500∶603∶1072∶175∶5。

2.3 其它準(zhǔn)備工作

伸縮縫施工開始前，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真熟悉圖紙和各項(xiàng)技術(shù)規(guī)范，同時(shí)和施工人員一同到場(chǎng)核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙，確定路段具體樁號(hào)，以及構(gòu)造物和不同類型伸縮裝置具體安裝地點(diǎn)，認(rèn)真組織施工材料和設(shè)備的實(shí)際進(jìn)場(chǎng)工作[2]。

3 施工工藝與方法

伸縮縫安裝施工直接影響行車平穩(wěn)性，基于此，伸縮縫安裝施工必須細(xì)致，為確保裝置安裝質(zhì)量與安裝完成后的使用耐久性，必須按照工藝要求精細(xì)開展施工，以保證產(chǎn)品應(yīng)用達(dá)到預(yù)期性能要求。伸縮縫安裝施工需按照以下工藝流程進(jìn)行：伸縮縫安裝現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與施工材料進(jìn)場(chǎng)安排→伸縮縫安裝施工準(zhǔn)備→切割縫區(qū)，清理縫區(qū)→預(yù)埋鋼筋修正→型鋼就位→將路面與兩端作為基準(zhǔn)采用點(diǎn)焊的方法使型鋼定位→經(jīng)復(fù)查確定直線度和平整度達(dá)到要求后設(shè)置分布鋼筋，并對(duì)錨筋和預(yù)埋鋼筋進(jìn)行焊接→對(duì)各焊接點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，并對(duì)必要的點(diǎn)位實(shí)施加固，再按照要求設(shè)置面層鋼筋→澆筑過渡段混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)。

3.1 施工條件

橋梁伸縮縫施工需達(dá)到以下各項(xiàng)基本條件：1)認(rèn)真熟悉圖紙與伸縮縫安裝施工操作規(guī)程，對(duì)裝置異型邊梁進(jìn)行平整度和順直度檢查，確定縫體間隙能否達(dá)到要求；2)將施工所需各類機(jī)械設(shè)備及小型機(jī)具均準(zhǔn)備妥當(dāng)?shù)轿唬貏e是供車輛通行的過橋板，應(yīng)達(dá)到堅(jiān)固且數(shù)量足夠，確保施工能夠順利完成；3)施工前還應(yīng)配備足夠的塑料布和膠布，以及混凝土養(yǎng)護(hù)過程中需要用到的澆水工具和塑料薄膜[3]。

3.2 開槽施工

1)在橋面鋪裝層結(jié)束施工后，按照?qǐng)D紙要求實(shí)施準(zhǔn)確放樣，以此確定具體的開槽寬度，劃線后利用切割機(jī)進(jìn)行切縫，線路外部鋪裝層表面需覆蓋塑料布，同時(shí)用膠帶紙密封，避免切縫過程中產(chǎn)生大量石粉對(duì)鋪裝層表面造成污染。切縫應(yīng)達(dá)到順直和整齊，同時(shí)要將鋪裝層完全切透，防止開槽過程中縫隙外的鋪裝層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松動(dòng)。

2)開槽利用風(fēng)鎬進(jìn)行，槽深需達(dá)到9cm以上，在開槽過程中需將槽內(nèi)松動(dòng)的混凝土鑿除干凈，并進(jìn)行鑿毛，直到堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)層，同時(shí)還需使用空壓機(jī)及高壓水槍將浮塵與雜物均清理干凈。開槽完成后禁止任何車輛進(jìn)入，現(xiàn)場(chǎng)的施工人員注意不能踩踏開槽兩側(cè)，防止將槽邊的混凝土層破壞[4]。

3)當(dāng)梁端間有部分雜物存在時(shí)，應(yīng)徹底清理，此外還要塞入泡沫塑料，以處于密實(shí)狀態(tài)。倘若梁板的位置已經(jīng)頂至背墻，則需將梁端全部鑿除。

4)將槽中的預(yù)埋筋理順并進(jìn)行必要的調(diào)整，補(bǔ)充漏埋的鋼筋，并修復(fù)折斷受損的預(yù)埋筋，鋼筋補(bǔ)植采用植筋膠實(shí)施，深度按達(dá)到15cm以上控制，完成補(bǔ)植后由業(yè)主和監(jiān)理方的人員進(jìn)行檢驗(yàn)。

5)開槽期間產(chǎn)生的所有棄料都要盡快清理，以免給之后的其它工序施工造成干擾。

3.3 縫體安裝

1)裝設(shè)伸縮裝置時(shí)，梁端空隙處的寬度以及專門為伸縮裝置預(yù)留的寬度均要與安裝溫度做好相適應(yīng)，并且還要與圖紙要求完全相符。開始裝設(shè)裝置后，應(yīng)借助廠家供應(yīng)的夾具來控制。一般情況下，伸縮裝置需要在+5℃～+20℃的氣溫條件下進(jìn)行。倘若裝置安裝溫度不能符合圖紙的要求，需采取綜合計(jì)算措施加以調(diào)整，確保安裝參數(shù)滿足要求。伸縮裝置的定位誤差不能超過±2mm，同一條縫上的不同位置，不能產(chǎn)生正負(fù)誤差。伸縮間隙會(huì)受到安裝氣溫直接或間接影響，裝設(shè)時(shí)要充分考慮梁長(zhǎng)，倘若伸縮有很好的余量，建議減小一定縫的間隙。當(dāng)安裝時(shí)溫度為30℃時(shí)，160型伸縮裝置的型鋼間隙為25mm，當(dāng)安裝時(shí)溫度為20℃時(shí)，80型伸縮裝置的型鋼間隙為20mm，160型伸縮裝置的型鋼間隙為40mm，當(dāng)安裝時(shí)溫度為10℃時(shí)，160型伸縮裝置的型鋼間隙為55mm[5]。

2)在伸縮裝置安裝過程中，裝置中線應(yīng)和兩端中心達(dá)到重合，倘若裝置自身長(zhǎng)度相對(duì)較大，需進(jìn)行分段運(yùn)輸，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后開始對(duì)接，對(duì)接期間裝置要處于同一個(gè)水平面，接口靠攏且校正調(diào)直。焊接所用焊條必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，焊接操作中先焊頂面，再焊底面，在分層焊接結(jié)束后將焊渣清理好，并使用砂輪機(jī)等設(shè)備將頂面磨平。

3)伸縮裝置的定位使用定位角鋼進(jìn)行，確保伸縮裝置上頂面標(biāo)高比兩側(cè)低2～3mm，據(jù)此同時(shí)調(diào)整伸縮裝置縱向直線度。在伸縮裝置標(biāo)高和直線度滿足要求后，開始臨時(shí)固定，在固定過程中沿橋梁寬度方向從其中一端到另外一端于伸縮裝置邊梁處錨固裝置和槽內(nèi)預(yù)埋鋼筋按照2～3個(gè)錨筋的間隔焊接焊點(diǎn)，在兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱焊接，確保完成抄平的伸縮裝置不會(huì)產(chǎn)生變位，禁止從其中一端開始平移焊接，否則會(huì)導(dǎo)致伸縮裝置產(chǎn)生翹曲，對(duì)綁扎完成的鋼筋需將鋼筋頭墊好[6]。

4)將伸縮裝置固定好后復(fù)測(cè)其標(biāo)高，臨時(shí)固定時(shí)不得出現(xiàn)變形與偏差，確認(rèn)無誤后對(duì)錨固筋和預(yù)埋筋進(jìn)行焊接。當(dāng)有困難時(shí)，先在一側(cè)進(jìn)行焊接，在溫度符合安裝需要后，開始焊另外一側(cè)。每個(gè)焊點(diǎn)都要和型鋼有足夠間距，以免型鋼在高溫作用下變形。在進(jìn)行焊接施工的同時(shí)，還需使用3m直尺與塞尺對(duì)型鋼平整度進(jìn)行檢查，要求平整度處于0-2mm以內(nèi)，否則可能導(dǎo)致跳車。在固定焊接過程中，針對(duì)預(yù)埋筋和錨固筋無法良好相符的問題，需使用U型筋加以可靠連接，保證縫體和梁體之間的連接達(dá)到牢固。對(duì)于連接部位的焊縫長(zhǎng)度，應(yīng)達(dá)到10cm以上，根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行淺接觸，以確保焊接長(zhǎng)度達(dá)到要求，施工中不可出現(xiàn)漏焊與跳焊等情況。將伸縮裝置焊接完成并達(dá)到牢固后，利用氣割槍清除定位角鋼與固定卡具，確保裝置可以自由伸縮，但注意此時(shí)應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)工作，防止裝置被施工車輛壓壞[7]。

5)采用泡沫板或纖維板進(jìn)行安裝，達(dá)到堅(jiān)固和嚴(yán)密，避免在混凝土施工中產(chǎn)生移動(dòng)，同時(shí)防止砂漿進(jìn)入到伸縮裝置中，對(duì)裝置的正常伸縮造成影響。為避免混凝土通過上部縫隙進(jìn)入到型鋼內(nèi)側(cè)溝槽，還需在型鋼上部使用膠布進(jìn)行密封。

3.4 混凝土澆筑

1)澆筑實(shí)施前，需在裝好的裝置兩側(cè)進(jìn)行防護(hù)，具體措施為鋪設(shè)塑料布，這樣做的目的是防止污染；2)澆筑應(yīng)保持同步，為不影響密實(shí)度，對(duì)于型鋼下部需要澆筑的部分，需在澆筑的同時(shí)利用振搗棒將其振搗至沒有氣泡產(chǎn)生;3)將澆筑的混凝土振搗至密實(shí)狀態(tài)后，使用抹板進(jìn)行抹壓直到出水，此時(shí)應(yīng)高度控制平整度，使?jié)仓娓叨冗m當(dāng)?shù)陀阡佈b層，同時(shí)將這個(gè)范圍控制在1～2mm，以防跳車;4)澆筑結(jié)束后先蓋上塑料膜，再結(jié)合天氣狀況開展灑水養(yǎng)生作業(yè)，養(yǎng)生的持續(xù)時(shí)間應(yīng)達(dá)到7d以上，在養(yǎng)生過程中不允許任何車輛進(jìn)入；5)在養(yǎng)生協(xié)同下混凝土強(qiáng)度符合要求后，裝設(shè)密封膠條，此前要在縫隙內(nèi)設(shè)置泡沫板，以及混凝土硬塊均掏除干凈，然后將密封橡膠條嵌入[8]。

6)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)交通組織與疏導(dǎo)工作，于兩端及開口處均設(shè)好標(biāo)志，以防社會(huì)車輛誤入。

3.5 施工污染控制

1)施工中避免給橋面帶來污染，橋面上不能堆放任何生活設(shè)施或物資，施工與人們生活產(chǎn)生的垃圾要集中處理，不可亂排。

2)對(duì)瀝青混凝土鋪裝層進(jìn)行切割時(shí)，應(yīng)采取有效措施避免對(duì)橋面造成污染，將垃圾清理完成后需將其放在彩條布表面，在清理完成后，需將沒有用到的彩條布卷起，并及時(shí)清理垃圾，防止對(duì)橋面或路面造成污染[9]。

3)施工時(shí)使用的所有機(jī)械設(shè)備都要制定合理有效的措施防止對(duì)橋面與路面造成污染。此外，施工中使用的運(yùn)輸車及其出料斗也應(yīng)采取措施避免污染。

3.6 質(zhì)量檢查與質(zhì)量、安全保證措施

3.6.1 質(zhì)量檢查

將伸縮裝置安裝完成后，需按照以下要求做好質(zhì)量檢查。

1)長(zhǎng)度：采用尺量的方法檢查，要求每道伸縮縫都需要檢查，結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；2)縫寬：采用尺量的方法檢查，要求每道伸縮縫檢查2處，結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；3)與橋面之間的高差：采用尺量的方法檢查，每側(cè)檢查3～7處，要求不超過2mm；4)縱坡：大型：采用水準(zhǔn)儀檢查，沿縱向兩側(cè)檢測(cè)3處；一般：采用水準(zhǔn)儀檢查，在縱向錨固端部連續(xù)檢測(cè)3處，結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；5)橫向平整度：采用3m直尺對(duì)每道伸縮縫進(jìn)行測(cè)量，要求不超過3mm。

3.6.2 質(zhì)量保證措施

為保證工程施工質(zhì)量，需成立專門的質(zhì)量檢查部門，并設(shè)立足夠的質(zhì)量檢查小組，建立完善的質(zhì)量責(zé)任制，嚴(yán)格把控包含材料、加工及安裝施工所有環(huán)節(jié)的質(zhì)量，制定如下質(zhì)量保證措施。

1)對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制：伸縮裝置的規(guī)格必須滿足圖紙?zhí)岢龅囊?，其設(shè)置高度偏差應(yīng)處在規(guī)范允許的范圍內(nèi)；裝置安裝過程中損壞的部位應(yīng)采用鍍鋅的方法做好防銹處理；伸縮裝置需按照要求的檢測(cè)頻率做好抽樣檢驗(yàn)。

2)建立嚴(yán)格的質(zhì)保體系與質(zhì)量責(zé)任制，并在施工中加以嚴(yán)格執(zhí)行。

3)任何施工操作都必須按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范實(shí)施，施工中切實(shí)加強(qiáng)技術(shù)管理，將施組設(shè)計(jì)作為綱領(lǐng)，基于施工工藝設(shè)計(jì)與各項(xiàng)施工要點(diǎn)，將操作規(guī)程與工序交接檢查制度作為保證，加強(qiáng)工序控制和管理。對(duì)容易出現(xiàn)問題或質(zhì)量通病的環(huán)節(jié)，應(yīng)進(jìn)一步加大管理力度及相關(guān)投入，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程及施工工藝流程[10]。

4)開工前切實(shí)加強(qiáng)施工人員的質(zhì)量和技術(shù)交底，掌握設(shè)計(jì)文件提出的所有相關(guān)要求。

5)嚴(yán)格把關(guān)實(shí)際的施工質(zhì)量，設(shè)立專人對(duì)基礎(chǔ)放樣、施工過程及安裝關(guān)鍵部位的質(zhì)量進(jìn)行檢查和控制，根據(jù)設(shè)計(jì)文件和相關(guān)規(guī)范提出的要求落實(shí)嚴(yán)格檢查，若檢查結(jié)果不合格，應(yīng)立即予以返工，直到檢查結(jié)果合格。

6)積極接收建設(shè)方與監(jiān)理方人員的實(shí)施監(jiān)督與意見。

3.6.3 安全保證措施

根據(jù)工程具體要求制定安全管理措施，設(shè)立安全活動(dòng)經(jīng)費(fèi)，貫徹安全獎(jiǎng)懲條例；進(jìn)行三工教育，提高安全生產(chǎn)能力；設(shè)專職安全檢查工程師，各作業(yè)隊(duì)設(shè)專職安全員，作業(yè)班組設(shè)兼職安全員，做到分工明確，責(zé)任到人，提高現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)能力；針對(duì)工程特點(diǎn)，結(jié)合建設(shè)工程多發(fā)傷亡事故案例，施工中重點(diǎn)防范以下事故：道路交通事故，設(shè)備機(jī)具傷害事故，觸電事故，機(jī)械設(shè)備上墜落事故，物體打擊事故，提高預(yù)防事故能力；進(jìn)行定期、不定期的安全檢查，消除事故隱患。

4 結(jié)語

綜上所述，伸縮縫是市政道路橋梁的重要組成部分，對(duì)適應(yīng)橋梁上部結(jié)構(gòu)因環(huán)境等因素的變形有重要作用，能有效防止變形和位移等現(xiàn)象的發(fā)生。目前，該市政道路標(biāo)段所有橋梁的伸縮縫安裝施工都已經(jīng)順利完成，且經(jīng)檢查確認(rèn)施工質(zhì)量合格，所用施工技術(shù)合理可行，值得類似市政道路橋梁工程參考借鑒，保證伸縮縫安裝質(zhì)量，使伸縮縫功能得以充分發(fā)揮。