關(guān)于橋梁伸縮縫土工布嵌入防堵塞裝置的探索

武美萍

（山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006）

1 概述

伸縮縫作為高速公路橋梁設(shè)施的重要組成部分，主要用于協(xié)調(diào)自然因素引起的橋梁端部的轉(zhuǎn)動(dòng)和縱向位移、伸縮自由，可以保證車輛行駛通過時(shí)比較平順，并且無突跳感及比較小的噪聲。要保證伸縮縫工作狀態(tài)良好，就需要保證橋梁伸縮縫內(nèi)部無污物、無泥土等，及時(shí)對(duì)橋梁伸縮縫進(jìn)行科學(xué)的檢查維護(hù)。

某養(yǎng)護(hù)工區(qū)所轄路段主線有伸縮縫88道（發(fā)生過堵塞的共31道69次，堵塞情況頻繁，主要為泥土+砂子+鐵銷），為確保其正常運(yùn)行，按照公司規(guī)定每月對(duì)其進(jìn)行1次清理（單獨(dú)清理1道伸縮縫的平均總作業(yè)時(shí)間為81 min，封路時(shí)間較長(zhǎng)，見表1。清理1道伸縮縫平均費(fèi)用為75元，清理88道伸縮縫1次費(fèi)用為6 600元，清理伸縮縫費(fèi)用較高，見表2）；由于車流量逐年增加，拉拋灑物車輛較多，伸縮縫容易堵塞，清理伸縮縫封路作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)容易堵車，而且對(duì)過往車輛及作業(yè)人員存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，清理費(fèi)用較高，并且工作效率較低，很大程度上浪費(fèi)人力、財(cái)力；且要封閉兩個(gè)車道作業(yè)時(shí)容易形成“瓶頸現(xiàn)象”，這成為工區(qū)目前首要解決的問題。

表1 伸縮縫清理時(shí)間測(cè)算表 min

表2 伸縮縫清理費(fèi)用統(tǒng)計(jì)表

為了減少橋梁伸縮縫裝置本身的養(yǎng)護(hù)帶來的問題，公司把“如何能防止拋灑物掉進(jìn)橋梁伸縮縫，消除現(xiàn)存的弊端”作為“節(jié)能創(chuàng)效”的課題來研究。通過對(duì)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：市場(chǎng)并沒有相關(guān)安裝橋梁伸縮縫防堵塞裝置，只能通過自己實(shí)際情況進(jìn)行研發(fā)，提出了3個(gè)方案并進(jìn)行比較。

1.1 方案一 搭接板式裝置

a）吸震性能上 車輛行駛過程有顛簸感；

b）整體比較美觀；

c）是否脫落 鐵屑、鐵釘?shù)纫矝]有被輪胎碾壓而嵌入；但有掉入砂子、石子現(xiàn)象，吸震性能差，存在脫落問題。

1.2 方案二 橡膠條植入裝置

a）吸震性能上 車輛行駛過程無顛簸感；

b）整體比較美觀；

c）是否脫落 能有效避免砂子、石子的掉入，但會(huì)有鐵屑、鐵釘?shù)缺惠喬ツ雺憾度?，吸震性能好，外觀美，但容易脫落。

1.3 方案三 土工布嵌入裝置

a）吸震性能上 車輛行駛過程無顛簸感；

b）整體比較美觀；

c）是否脫落 不脫落。

3項(xiàng)指標(biāo)上能滿足要求，最終選擇用了土工布嵌入裝置，而且費(fèi)用上來說也是相對(duì)低的（見表3）。

表3 各方案1道伸縮縫費(fèi)用比較表 元

2 適用范圍

適用于公路大、中、小橋梁伸縮縫防堵塞的施工。

3 工藝原理

通過對(duì)U型卡槽制作，將EPS苯板壓入U(xiǎn)型卡槽內(nèi)，制作成土工布嵌入裝置，然后將其與伸縮縫緊密吻合，用瀝青密封膠灌封，24 h后方能使用，該裝置能有效避免拋灑物等落入其內(nèi)，使伸縮縫清理次數(shù)由原來每月1次降為0次。

4 材料與設(shè)備

為保證工程質(zhì)量和外觀美觀，對(duì)施工中的主要材料、設(shè)備等進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，具體如下。

4.1 采用主要材料

a）彩花鐵皮 厚度為0.000 8 m，1塊鐵皮面積為2 m2，易折，回彈能力好，彎曲180°后，板基無龜裂、斷裂。

b）EPS苯板 該材料質(zhì)輕、彈性好，方便加工，玻璃纖維，氣泡狀，柔韌，平均抗壓強(qiáng)度0.8 MPa，方便拆剪。

c）密封膠 選用高速公路灌縫專用膠，該材料耐氣候變化影響，標(biāo)準(zhǔn)黏度C25.315-42S，與礦料的黏附性、裹覆面積大于等于2/3，雖成本高，但黏性好，不脫落。

4.2 施工人員、設(shè)備的配制

應(yīng)滿足施工的需求。

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

施工放樣→制作U型槽→苯板的加工處理→組U型槽與苯板一體→對(duì)橋梁安裝→對(duì)安裝好的土工布嵌入裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

5.2 施工操作要點(diǎn)

5.2.1 調(diào)查研究繪制伸縮縫堵塞裝置設(shè)計(jì)圖（見圖1）

5.2.2 U型卡槽及苯板制作過程

5.2.2.1 制作U型槽

U型槽兩側(cè)面高度均為4 cm，上下寬度根據(jù)橋梁伸縮縫寬度確定，按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行剪切，精確度以mm控制（見圖2）。

圖1 伸縮縫堵塞裝置設(shè)計(jì)圖（單位：cm）

圖2 U型槽設(shè)計(jì)圖（單位：cm）

5.2.2.2 苯板的選擇

苯板寬度根據(jù)U型槽寬度確定，高度為5 cm，表面平整（要求四面平整度為100%）、光滑、無凹凸、無傷痕等（見圖3）。

圖3 苯板拆剪

將苯板壓入U(xiǎn)型槽內(nèi)，使其緊密相扣，填滿整個(gè)U型槽內(nèi)，目視無縫隙，苯板要比U型槽高1 cm(見圖 4)。

圖4 U型槽與苯板一體

5.2.3 現(xiàn)場(chǎng)安裝

將制作好的U型卡槽、苯板一體裝置裝入到伸縮縫處的縫隙處，使其緊密扣合，用溶解的密封膠灌封嵌入伸縮縫的U型裝置，并對(duì)其平整度進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)平整度在±3 mm標(biāo)準(zhǔn)范圍，合格率就達(dá)到了 100%（ 見圖 5）。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)灌密封膠

5.2.4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

某養(yǎng)護(hù)工區(qū)專門成立了5人的檢測(cè)小組，先后12次對(duì)某橋梁伸縮縫安裝防堵塞裝置后的情況進(jìn)行跟蹤觀察結(jié)果為：

a） 平整度 檢測(cè)為1.5 mm、2 mm、2 mm、3 mm（平整度允許范圍：±3 mm，方法：卡尺測(cè)量），檢測(cè)平整度在標(biāo)準(zhǔn)范圍，合格率達(dá)100%。

b）吸震性 無顛簸（標(biāo)準(zhǔn)：車輛通過無顛簸感；方法：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試）。

c）是否美觀 美觀（標(biāo)準(zhǔn)：美觀；方法：現(xiàn)場(chǎng)觀察）。

d）是否脫落 不脫落（標(biāo)準(zhǔn)：不脫落；方法：現(xiàn)場(chǎng)觀察）。

試驗(yàn)收得可喜成果后，對(duì)養(yǎng)護(hù)區(qū)所有的橋梁伸縮縫安裝了土工裝置，并對(duì)已安裝的伸縮縫運(yùn)行狀況進(jìn)行巡查并記錄（時(shí)間為1個(gè)月），檢測(cè)跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)石子、砂子等拋灑物掉入伸縮縫，并且土布裝置不脫落，也無鐵屑、鐵釘?shù)惹度氍F(xiàn)象，車輛行駛平穩(wěn)，無堵塞現(xiàn)象發(fā)生。

6 在實(shí)際工作應(yīng)用

6.1 社會(huì)效益

采取了土工布伸縮縫防堵塞U型裝置后，清理伸縮縫不進(jìn)行封路作業(yè)，大大降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了車輛的通過性和行駛平穩(wěn)性，降低了養(yǎng)護(hù)成本，為節(jié)能減排做出了貢獻(xiàn)，使駕駛員滿意率達(dá)到了100%（ 見表 4）。

表4 顧客滿意度調(diào)查表

6.2 經(jīng)濟(jì)效益

以往1道伸縮縫1年的平均清理費(fèi)用為900元，改裝后的1道伸縮縫平均費(fèi)用為722元，每道伸縮縫節(jié)約178元，88道伸縮縫節(jié)約15 664元，并且以后每年都不用組織清理伸縮縫，每年可節(jié)約7萬余元。