市政道路施工中的伸縮縫施工技術(shù)分析

馬建生 陳培真 谷紹智

（中建七局安裝工程有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

市政道路施工是城市建設(shè)的重要內(nèi)容，可以有效改善城市交通狀況。市政道路在外界熱脹冷縮等因素的影響下會(huì)出現(xiàn)一系列路面問題。伸縮縫施工技術(shù)是橋面鋪裝控制的關(guān)鍵工序，市政道路伸縮縫置于道路交接處與端部，采用無振動(dòng)伸縮縫施工技術(shù)可以適當(dāng)調(diào)整車輛荷載差異，能夠有效減少溫度變化對(duì)城市道路的損傷。橋梁伸縮縫施工影響著公路橋梁的使用壽命，市政道路工程中應(yīng)用伸縮縫施工技術(shù)有助于提高工程質(zhì)量，方便市民交通出行。隨著市政道路工程的興建，伸縮縫施工的作用日益突出，施工人員要遵循設(shè)計(jì)方案要求，合理應(yīng)用伸縮縫施工技術(shù)。市政道路建設(shè)中要關(guān)注施工細(xì)節(jié)，按照施工流程進(jìn)行操作。

1 市政道路伸縮縫類型及特點(diǎn)

隨著我國(guó)交通行業(yè)的快速發(fā)展，公路橋梁工程不斷增多。伸縮縫技術(shù)是市政道路工程中的重要措施，主要作用是降低溫度變化對(duì)梁體的影響。伸縮縫示意如圖1 所示。伸縮縫損壞必須及時(shí)維修以保證工程結(jié)構(gòu)與行車安全。市政道路伸縮縫裝置施工根據(jù)交通量及橋梁結(jié)構(gòu)形式不同存在差異，高等級(jí)公路交通流量大，伸縮縫修補(bǔ)需要實(shí)行交通管制［1］。伸縮縫施工技術(shù)對(duì)市政路橋工程施工較為重要，需要重視伸縮縫施工質(zhì)量控制。

圖1 伸縮縫示意

不同時(shí)期市政道路伸縮縫裝置采用的類型不同，主要包括鋼制支承式、對(duì)接式、板式橡膠、無縫式等類型［2］：①鋼制支承式伸縮裝置使用鋼材通過裝配制成，可承受較大的水平變形；②對(duì)接式伸縮縫分為填塞和嵌固對(duì)接型；③板式橡膠伸縮縫利用橡膠材料剪切模量低原理設(shè)計(jì)制造，通過螺栓與梁端連接受力；④無縫式伸縮裝置在橋梁端部伸縮間隙中填入彈性材料，鋪上防水層，可適應(yīng)橋梁上部構(gòu)造的伸縮變形。隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，適用于異型橋跨結(jié)構(gòu)變形的三維方向變形橋梁伸縮縫可適應(yīng)縱橫豎向變形需求；數(shù)模支承式伸縮縫利用橡膠材料與異型鋼材組合，裝置構(gòu)造由V型截面嵌接于異型邊梁鋼組成可伸縮密封體。

2 市政道路伸縮縫裝置破壞形式與病害原因分析

隨著國(guó)家公路網(wǎng)的日益完善，市政道路工程不斷增多，對(duì)伸縮縫質(zhì)量提出了更高的要求。伸縮縫借助橋梁支撐體系使車輛帶來的荷載傳遞給橋梁體，可使橋梁更能承受縱橫向變化等綜合影響，提高結(jié)構(gòu)性能，延長(zhǎng)橋梁使用壽命［3］。由于伸縮縫使用環(huán)境較為惡劣，易受到破壞，伸縮縫存在設(shè)計(jì)缺陷與施工質(zhì)量問題降低了車輛行駛的平穩(wěn)性，對(duì)伸縮縫及附近梁體產(chǎn)生較大的沖擊力。伸縮縫施工質(zhì)量直接關(guān)系到市政道路工程結(jié)構(gòu)的安全性，需要分析伸縮縫裝置常見的病害問題，從而提出伸縮縫施工質(zhì)量控制的有效措施，底板伸縮縫節(jié)點(diǎn)如圖2所示。

圖2 底板伸縮縫節(jié)點(diǎn)（單位：mm）

2.1 市政道路伸縮縫裝置常見破壞形式

市政道路橋梁伸縮縫可以避免道路在綜合作用下發(fā)生應(yīng)力改變，但伸縮縫設(shè)置不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致早期破壞等問題影響橋面質(zhì)量［4］。目前，有些市政道路伸縮縫裝置存在較多病害，不同伸縮縫類型病害形式不同，主要有以下幾種：①嵌填型伸縮縫由于夏季高溫使橋梁伸長(zhǎng)引起路面不平整性。②鋼制支承式伸縮縫破壞形式主要是構(gòu)件開焊導(dǎo)致噪聲與擺動(dòng)，伸縮裝置兩側(cè)混凝土產(chǎn)生開裂坑槽，最終導(dǎo)致伸縮縫裝置破壞；③板式橡膠組合剪切式伸縮縫破壞形式包括橡膠連接部位漏水、伸縮裝置下陷等；④填充式伸縮縫裝置以填縫局部沉陷、填縫材料老化等為主要破壞形式；⑤EPSE 橋梁伸縮裝置破壞形式包括改性瀝青混合料局部脫落與橋面鋪裝層連接處鋪裝層破壞等。伸縮縫破壞受到多方面因素影響，包括材料缺乏良好強(qiáng)度、安裝開口未預(yù)留足夠伸長(zhǎng)度等。市政道路中應(yīng)用伸縮縫施工需要采取一系列措施控制各環(huán)節(jié)的質(zhì)量。

2.2 市政道路伸縮縫裝置病害形成原因

橋梁伸縮縫破壞主要原因包括設(shè)計(jì)、施工與養(yǎng)護(hù)管理等環(huán)節(jié)。一是設(shè)計(jì)原因包括橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷，未對(duì)伸縮縫裝置兩側(cè)錨定混凝土材料進(jìn)行科學(xué)的選擇［5］；設(shè)計(jì)時(shí)將伸縮縫裝置錨固件置于橋面鋪裝層，計(jì)算伸縮縫伸縮量未考慮實(shí)際溫度的影響。二是施工工藝不達(dá)標(biāo)，預(yù)埋鋼筋未按設(shè)計(jì)要求位置設(shè)置；施工中不注重細(xì)節(jié)控制，施工材料不符合要求。三是混凝土強(qiáng)度不足，養(yǎng)護(hù)不到位，初期開通時(shí)出現(xiàn)裂縫在車輛沖擊下引發(fā)二次損壞。

3 市政道路工程伸縮縫改造施工

近年來，市政道路橋梁等級(jí)逐步提升，有必要提高伸縮縫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)施工質(zhì)量控制［6］。市政道路伸縮縫使用中受到外部因素影響，工作性能下降，需要分析影響伸縮縫性能的因素。分析發(fā)現(xiàn)，伸縮縫豎向動(dòng)力響應(yīng)影響因素主要是支承剛度。通過大支承剛度減小伸縮縫支承跨度，有利于減弱活載的沖擊效應(yīng)［7］。新型無振動(dòng)伸縮縫由板條等組成，板條承受橋面活載，在梁體內(nèi)預(yù)埋在支承圓鋼上。橋梁伸縮縫更換施工工藝如圖3所示。

圖3 橋梁伸縮縫更換施工工藝

4 市政道路工程無振動(dòng)伸縮縫施工技術(shù)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市政道路建設(shè)得到全面提速，橋梁工程數(shù)量不斷增加。伸縮縫裝置是市政道路工程設(shè)計(jì)施工管理中的薄弱環(huán)節(jié)。伸縮縫裝置主要為適應(yīng)橋面梁體自由變形而設(shè)置，其性能直接影響交通安全與橋梁使用壽命。伸縮縫裝置設(shè)置在結(jié)構(gòu)薄弱部位，長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境中，易造成梁板橋面鋪裝層破壞，大大增加橋梁的維修成本。伸縮縫裝置應(yīng)具備良好的耐久性，選擇結(jié)構(gòu)合理、施工方便的伸縮縫裝置非常有必要。無振動(dòng)伸縮縫由混合料與鋼支承板構(gòu)成，混合料中改性瀝青材料具有良好的黏結(jié)力，不需其他錨固設(shè)施，具有行車舒適、防水性好等優(yōu)點(diǎn)。

4.1 關(guān)鍵施工工藝

無振動(dòng)伸縮縫施工需要提前做好準(zhǔn)備工作，注意切割開槽與校驗(yàn)型鋼平直度等環(huán)節(jié)。橋梁水泥伸縮縫施工前需要熟悉了解施工圖紙，結(jié)合項(xiàng)目情況科學(xué)制定施工方案。加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一管理施工事宜，明確施工責(zé)任。配置相關(guān)機(jī)械設(shè)備，采用科學(xué)方法測(cè)試性能可靠度。橋面平整度符合伸縮縫切割要求后，嚴(yán)格依據(jù)施工圖紙放樣處理。嚴(yán)格控制伸縮縫槽體深度，開槽施工中利用風(fēng)鎬清除槽內(nèi)垃圾雜物，型鋼安裝前需要檢查槽內(nèi)錨固筋和預(yù)埋筋。鋼筋出現(xiàn)變形時(shí)需要拉直，安裝型鋼前需要校驗(yàn)型鋼平直度，確保符合要求。伸縮縫安裝作業(yè)時(shí)做好檢查工作，驗(yàn)收合格后平整堆放伸縮縫。在施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置警示標(biāo)識(shí)，避免受到車輛影響。

4.2 施工控制要點(diǎn)

伸縮縫施工前需要準(zhǔn)備施工設(shè)備，根據(jù)橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)要求伸縮量確定合理的槽口尺寸。伸縮縫切割后槽內(nèi)殘留大量砂石雜物應(yīng)使用清水沖洗干凈。清理干凈伸縮縫槽內(nèi)壁后均勻涂刷加熱改性瀝青膠結(jié)料。改性瀝青膠結(jié)料涂刷后將鋼蓋安裝于伸縮縫槽內(nèi)，安裝前清除鋼蓋板與膠結(jié)料黏結(jié)處的鐵銹。瀝青混合料配制工作需同步進(jìn)行，粗集料烘干加熱至160～180 ℃，與改性瀝青膠結(jié)料放入拌和機(jī)攪拌均勻鋪筑。鋪筑伸縮縫混合料表面應(yīng)涂刷改性瀝青膠結(jié)料，以保證混合料接縫處與路面具有良好的黏結(jié)性。

5 市政道路伸縮縫的安裝更換

市政道路工程伸縮縫更換需要根據(jù)實(shí)際工程情況選用不同的施工技術(shù)，施工前需要做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作，施工人員應(yīng)熟悉圖紙并檢查異形邊梁平整度，配備機(jī)械設(shè)備與小型機(jī)具以保證順利施工。伸縮縫裝置安裝前平直存放在厚度6 cm 以上的枕木上，防止型鋼變形。伸縮縫運(yùn)輸?shù)桨惭b工地現(xiàn)場(chǎng)后按類別有序堆放。開挖預(yù)留槽施工要在伸縮縫上方進(jìn)行瀝青混凝土鋪筑，以施工圖為指導(dǎo)明確開糟寬度。伸縮縫安裝應(yīng)在氣溫為年平均氣溫時(shí)安裝，伸縮縫定位寬度誤差為2 mm，禁止伸縮縫同時(shí)出現(xiàn)正負(fù)誤差。

6 結(jié)語

伸縮縫是市政道路工程中的重要部分，需要直接承受車輛荷載作用，容易出現(xiàn)破壞，影響橋梁的防水性能與行車舒適度。本研究通過介紹市政道路伸縮縫類型特點(diǎn)，分析市政道路工程伸縮縫破壞形式及原因，提出市政道路橋梁伸縮縫裝置更新設(shè)計(jì)方案，總結(jié)了伸縮縫施工關(guān)鍵技術(shù)工藝要點(diǎn)，以期為市政道路伸縮縫施工提供參考。