高建軒
(山西路橋第一工程有限公司,山西 太原 030000)
模數(shù)式伸縮縫是一種常用的伸縮縫形式,尤其是在高速公路橋梁中。隨著高速公路車(chē)流量的不斷增加,伸縮縫作為一種特殊結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生損壞,影響其正常作用的發(fā)揮。因此,在實(shí)際工作中,應(yīng)根據(jù)伸縮縫實(shí)際情況,結(jié)合其損壞產(chǎn)生原因,采取行之有效的維修更換技術(shù)。
某高速公路C標(biāo)段是一段按照雙向八車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的高速公路,該段高速公路從2013年6月開(kāi)始通車(chē)至今已有7年的時(shí)間,其車(chē)流量從通車(chē)初期的1.3萬(wàn)增加至當(dāng)前的3.95萬(wàn),年平均增長(zhǎng)量達(dá)到了25%。該段高速公路中布設(shè)的橋梁,主要采用模數(shù)式伸縮縫,如圖1所示,目前為止,共維修或更換了7條伸縮縫,總維修或更換率達(dá)到4.86%,總更換長(zhǎng)度約102.3 m,實(shí)際占比為3.92%,主要損壞部位是第3與第4車(chē)道。橋梁中,伸縮縫主要處在下坡段,大部分伸縮縫都是在冬季損壞的,具體的損壞情況以位移箱損壞導(dǎo)致中梁塌陷或斷裂為主。除此之外,還有14條伸縮縫發(fā)生了不同程度的扭曲與中梁變形。
圖1 模數(shù)式伸縮縫
通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析處理,該段高速公路從開(kāi)始通車(chē)到目前的車(chē)流量中,貨車(chē)占比不斷增加,從最初的19.12%增加至當(dāng)前的40.27%,并且總貨車(chē)交流量中五類(lèi)大貨車(chē)實(shí)際占比也從最初的39.80%增加至49.77%。目前為止,從單車(chē)道伸縮縫上通過(guò)的貨車(chē)流量可以達(dá)到13 387.92萬(wàn),相當(dāng)于5 280.85萬(wàn)的軸壓荷載。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,大型貨車(chē)施加的軸壓荷載不斷增加會(huì)直接影響到伸縮縫壽命。通過(guò)對(duì)該段高速公路首條伸縮縫產(chǎn)生的損壞情況的分析,損壞的臨界點(diǎn)是貨車(chē)過(guò)載達(dá)到990.3萬(wàn),相當(dāng)于7 622.77萬(wàn)的軸壓荷載,在之后的時(shí)間里,陸續(xù)有7條伸縮縫產(chǎn)生損壞,這些伸縮縫的損壞位置都為貨車(chē)專(zhuān)用車(chē)道。
通過(guò)以上分析,結(jié)合其它相關(guān)調(diào)查結(jié)果,導(dǎo)致伸縮縫產(chǎn)生損壞的原因包括:
(1)車(chē)輛荷載。在高速公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,貨車(chē)荷載尤其是超載貨車(chē)施加的荷載是導(dǎo)致伸縮縫損壞最主要的原因。
(2)設(shè)計(jì)不當(dāng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)伸縮量進(jìn)行的計(jì)算不夠到位或不夠準(zhǔn)確,使伸縮縫的選擇和設(shè)置不合理。另外,如果伸縮縫和槽口預(yù)埋錨固存在問(wèn)題,或排水不到位,會(huì)使伸縮縫發(fā)生位移、變形或腐蝕,導(dǎo)致?lián)p壞。
(3)施工工藝方面。比如伸縮縫在施工中存在質(zhì)量問(wèn)題,沒(méi)有嚴(yán)格把控好具體的工藝及方法,導(dǎo)致伸縮縫提前損壞。
就目前來(lái)看,針對(duì)該段高速公路這種比較特殊的情況,在伸縮縫維修更換方面還沒(méi)有形成統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),所以只能根據(jù)該高速公路實(shí)際情況,結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定適宜的伸縮縫維修更換技術(shù)方法。
該段高速公路目前有7條伸縮縫產(chǎn)生損壞需要維修更換(記作1#~7#伸縮縫),針對(duì)不同的伸縮縫,需要先明確實(shí)際情況,其中,1#伸縮縫所在位置為K192+320的第3和第4車(chē)道中間,其型號(hào)為MZL240,更換長(zhǎng)度20.6 m,采用機(jī)場(chǎng)自流平混凝土;2#伸縮縫所在位置為K184+400的第3車(chē)道,其型號(hào)為DL160,更換長(zhǎng)度20.6 m,采用機(jī)場(chǎng)自流平混凝土;3#伸縮縫所在位置為K184+620的第4車(chē)道,其型號(hào)為DL160,更換長(zhǎng)度20.6 m,采用機(jī)場(chǎng)自流平混凝土;4#伸縮縫所在位置為K182+800的第4車(chē)道,其型號(hào)為DL160,更換長(zhǎng)度20.6 m,采用強(qiáng)度等級(jí)為C50的鋼纖維混凝土;5#伸縮縫所在位置為K192+680的第3車(chē)道,其型號(hào)為MZL240,更換長(zhǎng)度4.5 m,采用強(qiáng)度等級(jí)為C50的鋼纖維混凝土;6#伸縮縫所在位置為K181+900的第3和第4車(chē)道中間,其型號(hào)為DL160,更換長(zhǎng)度6.8 m,采用強(qiáng)度等級(jí)為C50的鋼纖維混凝土;7#伸縮縫所在位置為K184+550的第3和第4車(chē)道中間,其型號(hào)為DL160,更換長(zhǎng)度8.6 m,采用強(qiáng)度等級(jí)為C50的鋼纖維混凝土。
近兩年有4條伸縮縫發(fā)生損壞,設(shè)計(jì)采用全段拆除的方法處理,因該段高速公路的通行保暢壓力相對(duì)較大,所以全段更換應(yīng)分成兩次進(jìn)行,具體的施工工序?yàn)椋?/p>
(1)先臨時(shí)封閉第3和第4車(chē)道,隨即開(kāi)始區(qū)域安全布控工作;
(2)由人工采用風(fēng)鎬拆除損壞的伸縮縫;
(3)在縫槽中預(yù)埋鋼筋并進(jìn)行必要的校正處理;
(4)安裝并焊接新伸縮縫;
(5)在接縫處支模并澆筑混凝土;
(6)安裝阻水條;
(7)通車(chē)前檢查。
將第3和第4車(chē)道上的伸縮縫修復(fù)好以后對(duì)第1和第2車(chē)道進(jìn)行修復(fù),在整個(gè)施工過(guò)程中應(yīng)在夜間進(jìn)行必要的封道。然而,封道的手續(xù)審批起來(lái)比較麻煩,而且安全和保暢方面的壓力很大,最快完成修復(fù)也需要7~9 d的時(shí)間。
通過(guò)和專(zhuān)業(yè)單位的溝通與實(shí)地查看,施工中應(yīng)嚴(yán)格遵循精準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)基本原則,以此盡可能降低伸縮縫維修更換時(shí)的風(fēng)險(xiǎn),并縮短相應(yīng)的工作時(shí)間。對(duì)此,將原更換方案調(diào)整成分段更換。從費(fèi)用方面考慮,若采用整段更換方案,每次的費(fèi)用為20萬(wàn)元左右,而更換方案以后,費(fèi)用能減少至5~7萬(wàn)元。從工期方面考慮,若采用整段更換方案,需要10 d左右的時(shí)間,而更換方案以后,工期能減少至1 d左右。綜合來(lái)看,采用分段更換方案不僅能減少費(fèi)用、縮短工期,而且還能大幅降低安全風(fēng)險(xiǎn)。
在實(shí)際的分段更換過(guò)程中,需要注意以下幾個(gè)方面的要點(diǎn):
(1)根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)圖紙,結(jié)合橋梁的實(shí)際情況,確定伸縮縫的具體形式與長(zhǎng)度,以損壞的伸縮縫所在位置以依據(jù),將其順延到?jīng)]有發(fā)生損壞現(xiàn)象的位移箱處,同時(shí)在此基礎(chǔ)上預(yù)留10~20 cm的長(zhǎng)度,在伸縮縫的兩端同時(shí)要預(yù)留10~20 cm的長(zhǎng)度,以此保證新、舊伸縮縫之間保持平直,并使承載能力達(dá)到要求。
(2)將舊伸縮縫鑿開(kāi)以后,如果發(fā)現(xiàn)預(yù)埋加固鋼筋有缺失,應(yīng)預(yù)留槽口,同時(shí)要使其具有良好的可焊性。
(3)在施工結(jié)束后,應(yīng)盡可能向后延長(zhǎng)防水條的恢復(fù)時(shí)間,在伸縮縫混凝土實(shí)際強(qiáng)度切實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行安裝,避免損壞與移位。
(4)對(duì)預(yù)埋錨固鋼筋進(jìn)行焊接的過(guò)程中,焊接方法以分段點(diǎn)焊為主,確保和現(xiàn)有裝置之間可靠相連。
(5)在選擇具體混凝土材料時(shí),應(yīng)充分考慮實(shí)際情況,當(dāng)前比較主流的是采用鋼纖維混凝土,必要時(shí)也可使用機(jī)場(chǎng)自流平混凝土。如果選擇的是鋼纖維混凝土,則要注意在下部減少鋼纖維的摻加,以此提高其流動(dòng)性,保證混凝土的密實(shí)度。
通過(guò)近半年時(shí)間的運(yùn)行與觀察,采用分段的方法更換好伸縮縫之后,其運(yùn)營(yíng)情況良好,各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到要求,伸縮縫功能和采用全段更換方法的伸縮縫完全相同,說(shuō)明以上維修更換技術(shù)合理可行,值得類(lèi)似工程參考借鑒。