史鵬程+朱千明

摘 要：單元式多向變位伸縮裝置安裝的梁端間距大為縮小，同時(shí)具有良好的水平和豎向轉(zhuǎn)角性能，能經(jīng)受大跨徑梁體在風(fēng)力或梁端在車輪荷載的高頻振蕩受力，避免出現(xiàn)拉拔性破壞，滿足橋梁多向變位的要求，使裝置緊貼梁端，變位靈活。通過西陵長江大橋原伸縮裝置更換為單元式多向變位伸縮裝置的施工實(shí)踐，總結(jié)了伸縮裝置更換施工操作和質(zhì)量控制要點(diǎn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：單元式多向變位伸縮裝置 變位 轉(zhuǎn)角 施工 質(zhì)量控制

中圖分類號：U415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（b）-0071-03

西陵長江大橋于1993年12月開工，1996年8月竣工通車，已通車近19年，原伸縮裝置邊、中鋼梁出現(xiàn)了較大的扇形塑性變形、止水膠條斷裂、支撐支座與位移控制彈簧出現(xiàn)脫落等病害，為不影響通行安全與舒適性，將既有模數(shù)式伸縮裝置拆除更換，為適應(yīng)900m長鋼箱梁的溫度伸縮及活載引起的縱向位移，且保證車輛行駛平順，在主橋鋼箱梁兩端與引橋相交處各設(shè)置960mm伸縮量的單元式多向變位伸縮裝置一副。從2016年7月至2016年11月施工，現(xiàn)已通過交工驗(yàn)收，使用效果良好。

1 單元式多向變位伸縮裝置的特點(diǎn)

單元式多向變位伸縮裝置分別設(shè)置在橋梁伸縮縫兩側(cè)梁體（或主跨梁端至橋臺，或主跨梁端至引橋梁）上的固定梳形板和活動梳形板，活動梳形板的梳齒與固定的各梳齒相互交叉穿插，每個(gè)梳齒5～8cm寬，伸縮位移時(shí)始終交叉不脫離，車輪通過時(shí)沒有過渡沖擊間隙，行車平順，舒適性良好；另一端底部設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸的兩端樞接在與梁體直接或間接固定的軸座上，使得在梁體產(chǎn)生撓度變形、梁端上翹或下沉?xí)r，活動梳形板與梁體之間將發(fā)生橫向和豎向多向轉(zhuǎn)動或扭轉(zhuǎn)，從而使活動梳形板保持平順的姿態(tài)，避免整個(gè)伸縮縫裝置因此而引起損壞，保證車輛平順安全通過（圖1）。

1.1 梁端（或主跨梁端至橋臺，或主跨梁端至引橋梁）間距

一般情況下，梁端間距就等于伸縮裝置的伸縮量。單元式多向變位伸縮裝置，由活動梳形板代替了模數(shù)式伸縮裝置中的中梁和支承梁，直接跨過梁端縫隙至另一側(cè)梁體，使兩梁間梁端間距大大縮小。

1.2 水平轉(zhuǎn)角性能

大跨徑梁體在風(fēng)力或梁端在車輪荷載的高頻振蕩作用下，發(fā)生橫向飄移而產(chǎn)生平面轉(zhuǎn)角（扇形變位），大跨徑的斜拉橋、懸索橋等的橫向轉(zhuǎn)動變位尤為嚴(yán)重。我國近年建成或在建這類橋梁的水平轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)指標(biāo)多在β=0.03rad，以轉(zhuǎn)角β=0.01rad為例，如果橋?qū)払=30m，整體式伸縮裝置一端因水平轉(zhuǎn)角引起的位移將達(dá)到Δβ=0.01rad×3000cm=30cm。單元式多向變位伸縮裝置順橋?qū)挿较蛎棵滓唤M，自成模塊，化整為零，當(dāng)梁體產(chǎn)生平面轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)變位時(shí)，其變位機(jī)構(gòu)會隨橋梁轉(zhuǎn)動，整個(gè)橋梁的平面轉(zhuǎn)角與扭轉(zhuǎn)變位均勻地分配到若干個(gè)單元模塊中，僅為Δβ/B=0.01×30/30=1cm，能充分滿足橋梁的平面轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)變位需要。

1.3 豎向轉(zhuǎn)角性能

當(dāng)車輛通過橋梁時(shí)，車輛作用在梁體的不同位置，梁體發(fā)生撓度變形，致使梁端翹起，產(chǎn)生豎向變位；同時(shí)在車輪荷載的高頻振蕩作用下，伸縮裝置自身也要產(chǎn)生撓曲變形。而單元式多向變位伸縮裝置在上述情況下，以轉(zhuǎn)軸為中心，通過多向變位鉸的支承座與轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生整體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)換受力狀態(tài)，避免出現(xiàn)拉拔性破壞，滿足橋梁豎向轉(zhuǎn)角要求，使裝置緊貼梁端，變位自如。

2 主要施工工藝

2.1 交通封道和管理

由于特大橋交通流量大，因此不能封閉全幅橋面進(jìn)行伸縮裝置更換施工，為此采用半幅橋面施工，另半幅預(yù)留雙向兩車道以保證橋面交通的正常通行，更換完畢后再進(jìn)行另半幅施工。根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程和當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)規(guī)定，在施工現(xiàn)場規(guī)定距離兩端設(shè)立明顯醒目的警告、禁令標(biāo)志，停放警示車輛，區(qū)分施工區(qū)域和通行車道并指派專人指揮和管理，引導(dǎo)車輛安全運(yùn)行，防止事故發(fā)生。

2.2 槽口瀝青混凝土切割、水泥混凝土開挖

在伸縮裝置的安裝預(yù)留槽區(qū)上施工放樣，準(zhǔn)確標(biāo)出縫區(qū)邊緣位置，并畫出切割線，切割時(shí)應(yīng)保證槽口順直；槽口開挖及清理混凝土先采用破碎機(jī)鑿除，然后使用空壓機(jī)加風(fēng)鎬進(jìn)行修邊處理。

2.3 拆除舊伸縮裝置

槽口開挖后，用氧氣乙炔切割舊伸縮裝置邊、中梁，將縫隙內(nèi)構(gòu)件切割斷，在切割時(shí)盡量保留原預(yù)埋錨固鋼筋，便于后期焊接定位使用。舊伸縮裝置型鋼按實(shí)際情況可分別采用單根吊裝或整體吊裝。吊裝時(shí)安排專人指揮吊裝及現(xiàn)場交通，吊裝產(chǎn)品直接專車運(yùn)出施工場地。

2.4 安裝導(dǎo)水結(jié)構(gòu)、焊接牛腿鋼筋

通過安裝托架及壓板將導(dǎo)水結(jié)構(gòu)（止水帶）安裝固定在伸縮縫的兩側(cè)，止水帶采用半幅安裝。通過植筋形式進(jìn)行連接，植筋錨固深度滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 安裝L型螺栓組托架

將已組裝好的L型螺栓組托架按順序吊裝就位，放入預(yù)留槽中。根據(jù)梁端預(yù)留縫隙，調(diào)整L型螺栓組托架的定位，使裝置伸縮間隙與梁板預(yù)留間隙相對應(yīng)。要求復(fù)檢L型螺栓組托架與路面的高差，螺栓組頂面應(yīng)低于路面頂面 2～3mm，另還需復(fù)檢螺栓組的直線度、間隙尺寸等，一切應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求后，將螺栓組與預(yù)埋筋焊接牢固。植筋位置盡量避開L型托架螺栓組位置。

2.6 安裝多向變位鉸

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)路面高程測量出防撞擋板的高程，并標(biāo)識定位，放樣焊接，然后從擋板的頂面，結(jié)合安裝圖紙的要求尺寸，用直尺量測標(biāo)定出支撐肋板的位置，按半幅左、中、右3處點(diǎn)焊定位3塊肋板，再采用水準(zhǔn)儀對該3塊肋板頂面進(jìn)行抄平，精確定位。根據(jù)已精確定位后的3塊肋板，標(biāo)定出所有肋板頂面位置，再采用氣體保護(hù)焊焊接其他肋板，焊縫不得出現(xiàn)裂紋、夾渣、未溶合和未填滿弧坑等缺陷。（2）在多向變位鉸與鋼箱梁之間的空隙中安裝彈性橡膠板，在彈性橡膠板有凹槽的一面涂上萬能膠水與防撞擋板和鋼箱梁粘貼牢固，并保證彈性橡膠板與路面平齊。endprint

2.7 定位預(yù)拼裝

2.7.1 確定伸縮裝置安裝間隙

伸縮裝置的梳形板梳齒間隙在安裝時(shí)調(diào)整、確定，以確保伸縮裝置間隙與氣溫匹配，防止極限高溫頂死、極限低溫拉脫現(xiàn)象的出現(xiàn)。梳齒間隙的調(diào)整，通過調(diào)整混凝土梁側(cè)L型螺栓組托架與多向變位鉸的間距來實(shí)現(xiàn)的。伸縮裝置在不同溫度下的設(shè)計(jì)安裝間隙對應(yīng)表如表1所示。

2.7.2 定位活動梳形板和固定梳形板支撐底板

吊裝底板及已組裝好的活動梳形板就位，擰緊各個(gè)與底板連接的螺栓。調(diào)平活動梳形板并確保活動梳形板與固定梳形板的齒間距均勻，查看底板與支撐肋板的間距，保證有3～5mm的焊接間隙，間隙不夠時(shí)需對支撐肋板的頂部進(jìn)行處理。將底板與鋼箱梁、支撐肋板采用點(diǎn)焊連接定位，卸下并吊走活動梳板，采用氣體保護(hù)焊把底板與鋼箱梁、支撐肋板焊接牢固。

2.7.3 L型螺栓組托架安裝固定

梁側(cè)L型螺栓組托架點(diǎn)焊固定后，根據(jù)內(nèi)插法計(jì)算當(dāng)前氣溫下的預(yù)留梳齒間隙值，最后確定固定板側(cè)托架的位置，點(diǎn)焊固定。

2.7.4 伸縮裝置預(yù)拼裝

伸縮裝置進(jìn)行預(yù)拼裝，以檢驗(yàn)產(chǎn)品各部件以及產(chǎn)品與托架之間的匹配情況，確保在混凝土澆筑階段的梳形板安裝一次成功。檢查伸縮裝置的安裝間隙、產(chǎn)品間隙、平整度等情況及調(diào)整余量，無不良現(xiàn)象后方可按順序拆卸、按順序擺放。伸縮裝置預(yù)拼裝和拆卸過程中，必須做到輕吊輕放，防止產(chǎn)品碰撞及螺栓損壞。

2.7.5 活動、固定梳形板吊出槽口

預(yù)拼裝活動梳形板、固定梳形板完成后，按順序吊出槽口并堆放在指定位置。

2.8 安裝微調(diào)橡膠圈

在焊接好的L型螺栓組托架上安裝微調(diào)螺帽，每米兩端各安裝兩個(gè)。在微調(diào)螺帽上安裝橡膠墊圈，調(diào)平橡膠墊螺圈，使其上表面至兩側(cè)路面高差滿足，小板側(cè)為加帆布不銹鋼滑板的厚度。

2.9 澆筑梁側(cè)混凝土

2.9.1 安裝梁側(cè)混凝土模板

模板采用10mm厚復(fù)合板進(jìn)行安裝，模板之間及模板與兩端間隙用膠帶封閉。

2.9.2 鋼纖維混凝土拌制、運(yùn)輸

拌和站采用帶有自動計(jì)量、進(jìn)料和控制攪拌時(shí)間的強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行拌制?；炷恋倪\(yùn)輸能力能夠保證澆筑工作不間斷并使混凝土運(yùn)到澆筑地點(diǎn)時(shí)仍保持均勻性和規(guī)定的坍落度。

2.9.3 澆筑梁側(cè)鋼纖維混凝土

在固定板下混凝土縫區(qū)內(nèi)噴灑適量水濕潤。先澆筑支座底部及板下的混凝土，混凝土沿兩邊槽區(qū)堆高，用插入式振搗棒嚴(yán)格按要求快插慢拔、均勻振搗。待完全振搗密實(shí)后，將混凝土上表面磨壓刮平，固定板側(cè)以微調(diào)墊圈上表面為基準(zhǔn)，高出1～2mm后刮平。

2.9.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢后，清理施工現(xiàn)場，采用土工布、毛毯等覆蓋并按時(shí)灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)期混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度前，施工路段要嚴(yán)格控制交通，以防車輛壓壞伸縮裝置。

2.10 安裝梳形板

（1）重新起吊、安裝活動和固定梳形板。按原預(yù)拼順序?qū)⒒顒雍凸潭ò宓跞肷炜s裝置槽口內(nèi)，擰緊各個(gè)與底板連接的螺栓，用6m直尺檢查，伸縮裝置與路面平整度≤3mm，清理施工現(xiàn)場。（2）軸轉(zhuǎn)、活動及多向變位鉸吊裝就位，通過螺栓將上壓座安裝定位，調(diào)整兩梳齒之間的間隙后，安裝螺絲必須用加力桿擰緊，然后對螺帽法蘭盤缺口處用電焊進(jìn)行堆焊。（3）在螺栓孔中灌滿環(huán)氧樹脂。在灌注環(huán)氧樹脂前，應(yīng)采用空壓機(jī)清理出螺栓孔的雜物及焊渣，過程中不得將環(huán)氧樹脂灑落到板面和路面處，造成污染。（4）伸縮裝置表面清理干凈。第一階段左半幅新伸縮裝置安裝及混凝土養(yǎng)護(hù)完畢，經(jīng)質(zhì)量檢測符合要求后，拆除臨時(shí)支撐，再轉(zhuǎn)換交通封道進(jìn)行右半幅第二階段更換施工。右半幅經(jīng)驗(yàn)收合格后，撤除全部封道安全設(shè)施，開放右半幅交通。

3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）伸縮裝置的安裝預(yù)留槽區(qū)施工切割線放樣準(zhǔn)確，切割時(shí)應(yīng)保證槽口順直，直線度滿足1.5mm/m的偏差標(biāo)準(zhǔn)，切割完后切割線沒有肉眼可見的彎曲，開挖時(shí)不損傷電纜和橋梁結(jié)構(gòu)。（2）檢查預(yù)埋鋼筋，發(fā)現(xiàn)有預(yù)埋位置與設(shè)計(jì)不符或已發(fā)生變形、出現(xiàn)裂縫和折斷現(xiàn)象的，需及時(shí)校正或種植鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，以滿足預(yù)埋鋼筋尺寸的要求及安裝裝置的要求。（3）安裝新伸縮裝置前對上部構(gòu)造端部及護(hù)欄間的空隙寬度進(jìn)行檢查，槽口預(yù)留寬度和深度都應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。遇有不符合要求的要及時(shí)糾正。（4）伸縮裝置中使用的粘結(jié)劑、聚四氟乙烯板材、硅脂等材料應(yīng)符合JT/T 327的規(guī)定。（5）在澆混凝土之前，須由專人復(fù)檢模板是否牢固、有漏洞，以免混凝土振搗時(shí)發(fā)生脹?；蚵{現(xiàn)象。（6）混凝土攪拌必須按配合比試驗(yàn)報(bào)告要求的原材料材質(zhì)及數(shù)量進(jìn)行，且嚴(yán)格控制水灰比和塌落度。（7）混凝土配料時(shí)，各種衡器需保持準(zhǔn)確，每一工作班正式稱量前，需對計(jì)量設(shè)備進(jìn)行校核；對集料的含水率需經(jīng)常進(jìn)行檢測，雨天施工時(shí)增加測定次數(shù)，以調(diào)整集料和水的用量；在鋼纖維混凝土供應(yīng)過程中，試驗(yàn)人員定期對拌和站的拌制進(jìn)行監(jiān)控。

4 結(jié)語

舊裝置更換時(shí)，臨時(shí)支撐從舊伸縮裝置最近一根的支撐橫梁（或框架型吊架）上焊接延伸至中部切口處中梁鋼下部，消除舊伸縮裝置在中部切斷存在的懸臂現(xiàn)象，防止中梁鋼受力下陷，影響未封閉車道的行車安全。單元式多向變位伸縮裝置的橫橋?qū)挿较蛴擅棵滓唤M單元模塊組成整幅橋面，各單元模塊功能獨(dú)立，結(jié)構(gòu)簡單功能明確，互不影響，能夠有效化解各種不利因素，延長使用壽命，維修更換時(shí)只需對損壞部分的所在車道封閉交通進(jìn)行單獨(dú)模塊拆裝，與整體式伸縮裝置相比，維修時(shí)不中斷全幅交通。測量安裝氣溫，確定梳齒安裝匹配間隙，通過調(diào)L型螺栓組托架與多向變位鉸的間距實(shí)現(xiàn)梳齒安裝間隙的調(diào)節(jié)，簡易方便，調(diào)節(jié)余量大，有效防止梳齒間出現(xiàn)極限高溫頂死、極限低溫拉脫現(xiàn)象。伸縮裝置的槽口安裝深度淺，比其他伸縮裝置減少安裝深度15～25cm，特別適合于槽口安裝深度受限的薄型橋梁，同時(shí)減少拆除時(shí)開挖混凝土的工作量和降低伸縮裝置更換施工難度。伸縮裝置伸縮量幅度高達(dá)8～300cm，單元模塊化大為減小，工廠化加工生產(chǎn)，長途運(yùn)輸、現(xiàn)場搬運(yùn)和安裝操作方便，安裝質(zhì)量準(zhǔn)確可控，安裝快速。

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