劉國棟

摘 要：在現(xiàn)代公路橋梁工程中，伸縮縫作為一項(xiàng)關(guān)鍵施工技術(shù)，發(fā)揮著調(diào)節(jié)車輛荷載與橋梁材料所引起上部結(jié)構(gòu)位移量的作用，是抑制橋梁結(jié)構(gòu)形變與分散結(jié)構(gòu)承載負(fù)荷的重要舉措，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量、工程使用壽命、交通運(yùn)輸安全具有重要影響。因此，為科學(xué)使用伸縮縫施工技術(shù)，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，本文對(duì)公路橋梁工程施工中伸縮縫施工技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行探析，闡述技術(shù)工藝流程和操作要點(diǎn)，并提出質(zhì)量控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路橋梁工程;伸縮縫;荷載

中圖分類號(hào)：U445.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）07-0063-03

Application of Expansion Joint Construction Technology in Highway and Bridge Engineering Construction

LIU Guodong

（China Construction Communications Engineering Group Corporation United，Beijing 100142）

Abstract： In modern highway bridge engineering， expansion joint， as a key construction technology， plays an important role in regulating the displacement of superstructure caused by vehicle load and bridge materials. It is an important measure to restrain the deformation of bridge structure and disperse the structural load， which has an important impact on the quality of bridge structure， engineering service life and traffic safety. Therefore， in order to use the expansion joint construction technology scientifically and give full play to the technical advantages， this paper analyzed the application of expansion joint construction technology in highway and bridge engineering construction， expounded the technical process and operation points， and put forward quality control measures for reference.

Keywords： highway and bridge engineering;expansion joint;load

1 公路橋梁工程中伸縮縫施工概述

1.1 伸縮縫的作用

公路橋梁工程使用期間受過往車輛荷載、橋梁施工材料、外部氣溫變化等因素的影響，會(huì)產(chǎn)生程度不一的變形和位移現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)破壞公路橋梁結(jié)構(gòu)，縮減工程使用壽命，引發(fā)交通安全事故，造成極大的負(fù)面影響。為了滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺(tái)之間或橋梁的鉸接位置上設(shè)置伸縮縫，以調(diào)節(jié)由車輛荷載環(huán)境特征和橋梁建筑材料的物理性能所引起的上部結(jié)構(gòu)之間的位移和上部結(jié)構(gòu)之間的連接，減小公路橋梁結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的變形位移量，進(jìn)而延長工程使用壽命，保證交通運(yùn)輸安全（見圖1）。同時(shí)，伸縮縫裝置還會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)更好地適應(yīng)端部位移變化，使整個(gè)梁體保持平穩(wěn)狀態(tài)[1]。

1.2 伸縮縫施工質(zhì)量影響因素

1.2.1 材料與溫度。在公路橋梁工程中，伸縮縫裝置對(duì)外部環(huán)境較為敏感，在外部環(huán)境溫度與空氣濕度發(fā)生明顯變化，或是溫濕度超過限值時(shí)，會(huì)加快伸縮縫裝置的老化速度。例如，若伸縮縫裝置長時(shí)間處于溫差較大的區(qū)域，受溫度變化的影響，其將出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致性能削弱、金屬構(gòu)件銹蝕與構(gòu)件脫落。同時(shí)，當(dāng)工程所在區(qū)域的最低氣溫低于-25 ℃時(shí)，如果在工程中安裝彈性伸縮縫裝置，在極度嚴(yán)寒的條件下，裝置將無法滿足工程要求。

1.2.2 安裝不當(dāng)。在伸縮縫施工期間，可能會(huì)出現(xiàn)伸縮縫裝置安裝位置存在偏差，與橋面板和橋臺(tái)被墻處于垂直錯(cuò)位狀態(tài)以及伸縮縫接頭處填縫材料硬化與砂漿脫落等問題。此外，在公路橋梁工程投運(yùn)期間，伸縮縫裝置所承受過往車輛車輪沖擊力增大，實(shí)際使用壽命縮減。

1.2.3 荷載。從實(shí)際施工情況來看，伸縮縫裝置主要被安裝于梁端等構(gòu)造較為薄弱、直接承受上部車輛荷載的部位。受到過往車輛荷載的反復(fù)作用，伸縮縫裝置容易出現(xiàn)破損問題，進(jìn)而引發(fā)路面開裂、大面積塌方等質(zhì)量問題[2]。

2 公路橋梁工程施工中伸縮縫施工技術(shù)的運(yùn)用

2.1 切縫開槽

首先，施工人員參照施工圖紙確定路面切口形式與開槽寬度，使用切縫機(jī)對(duì)橋面進(jìn)行加寬切縫處理，將切縫中心作為基礎(chǔ)點(diǎn)，確保兩側(cè)均勻?qū)Φ?，?duì)切縫寬度與深度進(jìn)行測量，如果未達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)切縫部位進(jìn)行返工處理（見圖2）。其次，使用風(fēng)鎬等工具鑿除切縫部位松散的混凝土，對(duì)槽口表面進(jìn)行鑿毛處理，清除縫內(nèi)殘余填料，檢查槽內(nèi)潔凈度以及伸縮縫與梁體間隙，如果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，要采取有效處理措施，如向槽內(nèi)吹入高壓空氣來清除殘留填料。隨后，理順槽內(nèi)分布的錨固筋與預(yù)埋筋，清除鋼筋表面殘留的銹跡，均勻涂刷防銹涂料，將彎曲鋼筋校直[3]。再次，在梁端間隙內(nèi)填充塑料泡沫等材料，如果槽內(nèi)預(yù)埋筋數(shù)量不足，可選擇在槽內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的膨脹螺栓。

2.2 伸縮縫裝置安裝

首先，測量現(xiàn)場溫度，將現(xiàn)場溫度與伸縮縫裝置的出廠溫度進(jìn)行對(duì)比分析，如果二者存在較大差值，則對(duì)伸縮縫施工方案進(jìn)行變更調(diào)整，如調(diào)整伸縮縫定位空隙值。其次，將伸縮縫放置在槽口部位，對(duì)伸縮縫裝置的安裝位置、兩排固定螺栓間距、標(biāo)高進(jìn)行測量調(diào)整，將各項(xiàng)參數(shù)的偏差值控制在允許范圍內(nèi)，如將定位寬度誤差控制在2 mm內(nèi)。再次，在確定伸縮縫裝置位置無誤后，設(shè)置若干數(shù)量焊點(diǎn)，選擇合理的留設(shè)方式，對(duì)預(yù)埋鋼筋與異性鋼梁錨固鋼筋進(jìn)行焊接，一次性完成焊接作業(yè)，并檢查焊接部位是否存在缺焊漏焊、焊肉不飽滿、夾渣等質(zhì)量缺陷，確保焊接牢固度與質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。最后，施工人員使用切割氣槍等工具，去除伸縮縫裝置上設(shè)置的臨時(shí)性加固卡具及定位槽鋼，確保裝置可以自由伸縮調(diào)整。同時(shí)，在預(yù)留槽寬度達(dá)到110 mm的前提下，于槽體兩側(cè)區(qū)域設(shè)置鋼筋網(wǎng)，將鋼筋網(wǎng)標(biāo)高設(shè)定在路面橋面標(biāo)高下方3 cm處。

2.3 混凝土施工

在混凝土施工環(huán)節(jié)，首先，技術(shù)人員要根據(jù)工程情況科學(xué)制訂配合比方案，例如，在所攪拌的混凝土中加入適量的抗凍劑，或是加入高強(qiáng)纖維材料來改善抗裂性能。隨后，對(duì)混凝土溫度與坍落度進(jìn)行檢查，如果存在混凝土離析現(xiàn)象，要對(duì)混凝土進(jìn)行重復(fù)攪拌。其次，在混凝土澆筑過程中，提前在槽體兩側(cè)蓋設(shè)土工布，嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度與高度，重點(diǎn)觀察是否存在混凝土漏漿等問題，并采取相應(yīng)處理措施。再次，在混凝土澆筑完畢后，及時(shí)開展混凝土振搗作業(yè)，合理設(shè)置振點(diǎn)數(shù)量與分布位置，嚴(yán)格控制振搗棒插入深度，保持振搗棒、伸縮縫裝置、預(yù)埋件的安全間距[4]。同時(shí)，控制留振時(shí)間，在混凝土表面無氣泡持續(xù)冒出后，再結(jié)束振搗作業(yè)。最后，做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，在表面覆蓋塑料膜薄起到保濕作用，在模板周圍包裹棉簾起到保溫作用，定期向混凝土表面淋灑適量水分，并采取溫控措施將混凝土內(nèi)外溫差控制在25 ℃以內(nèi)。

3 公路橋梁工程中伸縮縫施工質(zhì)量控制措施

3.1 材料質(zhì)量控制

為降低材料因素對(duì)伸縮縫施工質(zhì)量造成的影響，首先，應(yīng)定期對(duì)伸縮縫裝置與混凝土等工程材料的性能質(zhì)量進(jìn)行檢查，及時(shí)更換破損裝置與劣質(zhì)材料。例如，定期開展清查盤點(diǎn)工作，對(duì)現(xiàn)場所儲(chǔ)存伸縮縫裝置與材料情況加以檢查，如果出現(xiàn)材料潮濕受損的問題，要及時(shí)更換受損材料，并采取有效的處理措施，如在材料儲(chǔ)存區(qū)域安裝除濕機(jī)與蓋設(shè)防水蘸布。其次，組織開展混凝土試拌作業(yè)，依照配合比方案制備少量試樣，將試樣送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測，將檢測結(jié)果與混凝土性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，從而調(diào)整配合比方案，確定水泥等原材料的最佳用量。再次，在施工前，對(duì)所使用混凝土等材料與伸縮縫裝置的質(zhì)量進(jìn)行重復(fù)檢查，及時(shí)更換破損裝置與受損材料[5]。

3.2 焊接質(zhì)量控制

公路橋梁工程受到溫度與空氣濕度等因素的影響，容易導(dǎo)致橋梁伸縮縫變形。對(duì)此，必須加強(qiáng)對(duì)伸縮縫與預(yù)埋鋼筋焊接質(zhì)量的管控力度，要求伸縮縫裝置與預(yù)埋鋼筋等總拉力保持一致，唯有如此，方可減小伸縮縫變形量。為實(shí)現(xiàn)這一目的，在伸縮縫焊接前，對(duì)所使用型鋼的平整度與順直度進(jìn)行測量，以把型鋼的順直度、平整度、頂面與路面高差分別控制在3、2、2 mm內(nèi)。隨后，施工人員對(duì)現(xiàn)場實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行測量，以現(xiàn)場溫度為主要依據(jù)，調(diào)整伸縮縫裝置與預(yù)埋鋼筋的間隙。同時(shí)，還要改進(jìn)伸縮縫焊接工藝，如采取分段焊接加固工藝，使用高性能電焊條，以保證伸縮縫焊接質(zhì)量。

3.3 使用新型伸縮縫

從實(shí)際施工情況來看，在傳統(tǒng)技術(shù)工藝中，需要在橋梁的跨中部位或是在橋梁路基連接的橋臺(tái)部位橫向設(shè)置一條構(gòu)造縫，從而將橋梁結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)獨(dú)立的部分，防止橋梁結(jié)構(gòu)受到氣候溫度變化影響而形成裂縫。但是，由于存在一條構(gòu)造縫，在公路橋梁工程使用期間，受過往車輛荷載作用的反復(fù)沖擊影響，容易造成伸縮縫破壞。同時(shí)，當(dāng)伸縮縫安裝質(zhì)量不佳，或是伸縮縫與橋面存在較大高差時(shí)，也將造成伸縮縫破壞，難以取得理想的抗裂效果。

為此，施工企業(yè)應(yīng)積極使用新型伸縮縫，從根本上解決以上問題。例如，使用新型的TST無縫伸縮縫來替代傳統(tǒng)伸縮縫，這類伸縮縫是由高黏彈塑性材料制成的，在常溫下呈現(xiàn)彈塑狀態(tài)，在高溫熔化后，灌入碎石冷卻，保持為瀝青砼狀，可以將伸縮縫與橋面鋪裝層聯(lián)結(jié)成整體性結(jié)構(gòu)，具有良好的密封性、防水性、平整性。在工程使用期間，將持續(xù)吸收各方面的變形與振動(dòng)力，起到承受車輛荷載的作用。同時(shí)，TST高黏彈性塑性材料在高溫與極寒環(huán)境下不易出現(xiàn)變脆和流動(dòng)現(xiàn)象，實(shí)際使用壽命較長，是一般改性瀝青材料的兩倍左右，在經(jīng)濟(jì)效益方面具有突出優(yōu)勢。

3.4 TST無縫伸縮縫質(zhì)量控制

在使用TST無縫伸縮縫時(shí)，需要掌握以下技術(shù)要點(diǎn)。第一，打入膨脹螺栓。在槽口邊緣50 mm處沿橫向打入膨脹螺栓，將螺栓高度保持在槽口深度的一半左右，將相鄰膨脹螺栓的間距保持在250 mm左右。隨后，在螺栓內(nèi)側(cè)螺帽頂部鉆設(shè)孔洞，在洞內(nèi)插入一根鋼筋，將洞內(nèi)鋼筋與頂端內(nèi)側(cè)區(qū)域沿順縫設(shè)置的鋼筋進(jìn)行焊接連接。第二，槽口處理。使用高壓水槍等設(shè)備，清除伸縮縫槽口與周邊區(qū)域的灰塵污漬與雜質(zhì)，將槽口烘干，并保持干燥狀態(tài)，在周邊梁端的縫隙內(nèi)部填充海綿膠條等密封材料。隨后，在槽口外露面涂刷黏合劑，對(duì)黏合劑厚度與均勻程度進(jìn)行檢查，將其靜置15～20 min，向槽內(nèi)緩慢倒入處于熔化狀態(tài)的TST材料，將TST均勻涂抹在槽口側(cè)面和底面部位，厚度控制在1.5 mm，放入跨縫鋼板，要求鋼板對(duì)中。第三，灌料。將槽口一端設(shè)為起始點(diǎn)，向另一端延伸灌入經(jīng)過預(yù)熱處理的砂石，再澆灌一層TST材料。同時(shí)，采取分層攤鋪工藝，各攤鋪層厚度等同，重復(fù)上述步驟，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。隨后，使用平板振動(dòng)器與刮板等器具，對(duì)攤鋪層進(jìn)行振搗與刮平處理，使攤鋪層高度保持在橋面鋪裝層上方1.5 mm處即可。對(duì)攤鋪層進(jìn)行封面與表面修整處理，去掉兩側(cè)擋板，靜置冷卻1.5 h，即可形成TST無縫伸縮縫。

4 結(jié)語

伸縮縫作為現(xiàn)代公路橋梁工程中一種分解橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的技術(shù)手段，對(duì)公路橋梁工程建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，施工人員必須深入了解伸縮縫施工技術(shù)的工藝流程與操作要點(diǎn)，嚴(yán)格控制各施工環(huán)節(jié)質(zhì)量，保證公路橋梁工程使用安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳敏.公路橋梁施工伸縮縫質(zhì)量控制探討[J].中國建材，2018（9）：136-138.

[2]丁鵬程.高速公路橋梁伸縮縫病害原因分析及維修技術(shù)[J].科技與創(chuàng)新，2018（18）：68-69.

[3]李進(jìn)泉.道路橋梁工程伸縮縫施工質(zhì)量技術(shù)的控制研究[J].綠色環(huán)保建材，2018（9）：108-109.

[4]曹紅，陳正元.淺談公路橋梁伸縮縫的病害及養(yǎng)護(hù)管理[J].中小企業(yè)管理與科技，2014（33）：109-110.

[5]黃志忠.公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)探討[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2018（24）：33.