公路橋梁伸縮縫的設(shè)計與施工探討

岑麗娟 劉付旭

摘要：文章介紹了公路橋梁伸縮縫的作用與種類，分析了公路橋梁伸縮縫設(shè)計與施工的影響因素，并提出了公路橋梁伸縮縫的設(shè)計與是施工要點。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;伸縮縫;設(shè)計;施工應(yīng)用

中圖分類號：U448.14A401423

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路橋梁工程日益增多，社會對橋梁質(zhì)量的要求也越來越高。而伸縮縫是橋梁工程的重要環(huán)節(jié)，它的設(shè)計水平和施工質(zhì)量會影響到整個橋梁工程的建設(shè)，加強(qiáng)伸縮縫的質(zhì)量控制，做好設(shè)計環(huán)節(jié)與施工環(huán)節(jié)的工作，對于提高伸縮縫的質(zhì)量有著重要的意義。因此，提升伸縮縫的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和完善施工工藝勢在必行。

1 伸縮縫的概述

1.1 伸縮縫在公路橋梁的作用

隨著人們生活水平不斷提高，“有車一族”數(shù)量不斷攀升，人們對市政道路的需求變得更高[2]。而橋梁是公路的重要組成部分，特別是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的一、二線城市，由于土地資源有限，在進(jìn)行道路設(shè)計時必須加入橋梁的元素，這樣才能為人們提供更加便利的交通環(huán)境。提到橋梁工程就不得不說伸縮縫，它的存在對于橋梁有著非常關(guān)鍵的作用。如果伸縮縫的設(shè)計不夠科學(xué)，就容易造成交通事故的發(fā)生，而且會對道路的舒適度起到負(fù)面影響。因此，在設(shè)計伸縮縫時必須要考慮車輛通行的安全性和路面抗拉強(qiáng)度，這樣才能提高公路的安全性和舒適度。

1.2 提升伸縮縫設(shè)計對施工的重要意義

根據(jù)實地考察的結(jié)果來進(jìn)行伸縮縫的設(shè)計和施工，可以有效提高橋梁的安全性和穩(wěn)定性。由于公路的建設(shè)需要花費大量的人力、物力和時間，因此延長公路的使用壽命是非常重要的[3]。相關(guān)人員在進(jìn)行設(shè)計時需注重提升橋梁工程的質(zhì)量，運用科學(xué)的計算方法得出伸縮縫的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而做好工程質(zhì)量管理控制，確保橋梁的工程質(zhì)量。（1）提升設(shè)計和施工的質(zhì)量可以確保橋梁的合理性，避免橋梁因為長期暴露在空氣下而產(chǎn)生變形和位移的情況，降低安全事故的發(fā)生率;（2）合理的設(shè)計還可以緩解車輛車輪運行而產(chǎn)生的沖擊，有效延長橋梁的使用壽命;（3）通過科學(xué)合理的設(shè)計，可以促使橋梁梁體適應(yīng)橋梁長度的變化，確保橋梁處于平穩(wěn)的狀態(tài)，提高橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

2 公路橋梁伸縮縫的種類

2.1 對接式伸縮縫

由于橋梁的受力特點不同，使用對接式伸縮縫的方式共有兩種，一種是填塞式對接，另一種是嵌固式對接。填塞式的工程造價比較低，可以將一些較為松軟的物質(zhì)填塞至伸縮縫的細(xì)縫中，保證伸縮縫在任何情況下都可以承受壓力，而嵌固式則是將比較堅硬的鋼制構(gòu)件嵌到細(xì)縫中。

2.2 組合剪切式伸縮縫

這種伸縮縫主要是利用橡膠來抵消外部的壓力。由于橡膠具有彈性和易黏性，使用這種方式可以強(qiáng)化橋梁的防水功能和減輕外部的壓力。

2.3 鋼制支承式伸縮縫

這種方式主要是由鋼制材料組成，能夠承受較大的荷載量。但是由于鋼制材料在使用過程中容易出現(xiàn)變形和產(chǎn)生噪音，因此在設(shè)計和施工時應(yīng)該要加入彈簧裝置，維護(hù)鋼材的穩(wěn)定性。

2.4 無縫式伸縮縫

這是一種不容易受到溫差變化影響的伸縮縫類型，可以適用于各個時期和各個地區(qū)。它通常是使用瀝青進(jìn)行填補，可以與路面牢固粘結(jié)，具有極高的穩(wěn)定性和適用性。

3 公路橋梁伸縮縫設(shè)計與施工的影響因素

3.1 設(shè)計的影響因素

由于伸縮縫在公路橋梁工程占據(jù)的比例不多，很多設(shè)計人員就會忽略了伸縮縫的設(shè)計，或是設(shè)計過于簡單粗糙，并沒有考慮到伸縮縫的實際情況。另外，在實際施工中，連接伸縮縫與橋梁時需要使用伸縮裝置，但是設(shè)計人員會直接采取最簡單的伸縮裝置，導(dǎo)致對細(xì)縫的錨固不完善。由于設(shè)計人員對伸縮縫的細(xì)節(jié)沒有設(shè)計到位，施工人員在進(jìn)行施工時沒有正確的圖紙可參考，導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

3.2 施工質(zhì)量的影響因素

影響施工質(zhì)量的主要因素包括兩個方面，即溫度的變化和混凝土的收縮變化。首先，溫度的變化會影響到橋梁結(jié)構(gòu)的變化，因此在具體施工中需要根據(jù)實際溫度和天氣來靈活應(yīng)對，確保施工質(zhì)量;而混凝土的收縮變化則需要合理控制水灰比、構(gòu)架尺寸和骨料，這樣才能確保能夠控制好施工質(zhì)量。

4 公路橋梁伸縮縫的設(shè)計要點

4.1 合理計算車輛荷載沖擊下的動力響應(yīng)

公路橋梁建設(shè)需要考慮車輛行駛時橋梁的荷載沖擊力，然后計算出伸縮縫的動力響應(yīng)。由于行駛車輛數(shù)量和大小會直接作用到橋梁上，因此在設(shè)計時需要考慮到橋梁的荷載力和變形情況，這樣才能計算出伸縮縫的變化規(guī)律。車輛的沖擊作用力是影響伸縮縫變化的關(guān)鍵因素，可以通過計算出伸縮縫變化位移的響應(yīng)值來確定伸縮縫的設(shè)計結(jié)構(gòu)。

4.2 計算材料屈強(qiáng)比

建筑材料的屈強(qiáng)比也是設(shè)計時需要關(guān)注的要點，其是材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的比值，是衡量材料強(qiáng)度的系數(shù)。在計算出伸縮縫的響應(yīng)值后，就需要計算材料的屈強(qiáng)比值，這樣才能結(jié)合實際橋梁選擇不同參數(shù)的材料，確保橋梁工程的科學(xué)穩(wěn)定。

4.3 明確公路橋梁伸縮縫彈性

結(jié)合上述兩個步驟的計算結(jié)果，可以得出橋梁伸縮縫的彈性，然后確定伸縮縫的建設(shè)間距。具體來說，是通過車輛的沖擊力來確定伸縮縫的最大距離和最小距離，然后根據(jù)材料的屈強(qiáng)比確定材料的比例和空間，確保材料變形后可以延展。需要注意的是不能留下太大的細(xì)縫，否則容易出現(xiàn)安全隱患。

4.4 伸縮裝置的選擇

伸縮裝置對于實際施工有著重要的意義，相關(guān)設(shè)計人員不能只是草率地選擇市場上的伸縮裝置，而必須要對伸縮裝置進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計，這樣才能貼合實際施工。具體來說，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚺c交通狀況來合理計算出橋梁需要的伸縮量彈性，然后根據(jù)彈性的變化趨勢和范圍來設(shè)計伸縮裝置的類型和大小，這樣才能保證伸縮縫能夠與橋面切實貼合，維護(hù)橋梁的安全性和穩(wěn)定性。然后再根據(jù)設(shè)計結(jié)果到工廠進(jìn)行定做，方可繪制詳細(xì)的施工圖。

5 公路橋梁伸縮縫的施工應(yīng)用

得出具體的設(shè)計方案后，將其應(yīng)用到實際的施工中，施工步驟可以分為五點，即前期施工準(zhǔn)備、開槽、安裝、混凝土澆筑、后期養(yǎng)護(hù)工作。下面分項介紹。

5.1 施工準(zhǔn)備

一直以來，工程施工都是重中之重，相關(guān)部門必須做好施工的統(tǒng)籌管理，確保工程實施過程的質(zhì)量控制。因此，做好施工準(zhǔn)備工作，才能提前對工程進(jìn)行控制和管理，才能設(shè)計好相關(guān)的流程工作和注意事項，確保工程有計劃地進(jìn)行。在設(shè)計完成后，施工單位需要先進(jìn)行施工前的準(zhǔn)備工作，即材料的選購。在材料選購過程中，需要根據(jù)實際工程的具體情況進(jìn)行選擇。（1）需要做好骨料和混凝土的加工生產(chǎn)或購買工作，必須選擇質(zhì)量合格的砂、石，然后購買品級較高的水泥;（2）要做好橋面的準(zhǔn)備工作，實施相關(guān)的檢驗程序，確保橋面是合格的;（3）進(jìn)行伸縮縫工程的施工，為工程質(zhì)量控制工作打好基礎(chǔ)。

5.2 開槽

在進(jìn)行施工時，第一個步驟就是要根據(jù)施工圖紙進(jìn)行開槽。開槽一般使用風(fēng)鎬進(jìn)行施工，即在利用激光準(zhǔn)確計算出開槽寬度后進(jìn)行切割。一般來說，為了確保伸縮縫的質(zhì)量，開槽的深度需要>13 cm，具體根據(jù)實地與設(shè)計圖紙進(jìn)行。需要注意的是，在進(jìn)行切割過程中需要對切割線外的路面進(jìn)行保護(hù)，避免出現(xiàn)路面開裂和粉塵污染的情況。要保證槽內(nèi)的清潔情況，及時處理開槽后產(chǎn)生的雜物，同時需要實地考察梁與梁之間的間隙，如果不符合要求需要采取措施將其進(jìn)行處理。此外，還要對預(yù)留鋼筋進(jìn)行除銹處理，將槽內(nèi)預(yù)留鋼筋和錨固筋理順。

5.3 安裝

在進(jìn)行伸縮縫的安裝時，需要根據(jù)實際情況判斷伸縮縫的設(shè)計定位空隙值是否合理，如果不合理就要及時調(diào)整。具體的參考因素為外界實際車流量與設(shè)計車流量是否存在差異，在進(jìn)行安裝時需要參考實際車流量與車輛型號調(diào)節(jié)空隙值。如果發(fā)現(xiàn)安裝的寬度大于基本數(shù)值，施工人員需要參照城市街道的走向進(jìn)行調(diào)整，明確好伸縮裝置的安裝位置，嚴(yán)格控制伸縮縫的高度。由于伸縮縫施工質(zhì)量對于橋梁工程質(zhì)量起到重要的作用，在進(jìn)行安裝時需要對槽口進(jìn)行檢查，注意支座的設(shè)計，并采用高壓水槍進(jìn)行安裝處理。接著對橋面進(jìn)行焊接處理，需結(jié)合材料的伸縮性與切割板類型確定伸縮縫的定位，對各項指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格把控，提升伸縮縫的適應(yīng)性。為了確保伸縮縫的使用壽命，伸縮縫兩排的固定螺栓間距也是非常重要的，施工人員需要準(zhǔn)確定位然后再進(jìn)行施工。

5.4 混凝土澆筑

混凝土澆筑是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，為了避免出現(xiàn)澆筑時將間隙堵死的情況，需要先使用泡沫將間隙塞滿;然后對槽內(nèi)進(jìn)行清潔，將雜物與其他雜質(zhì)清洗干凈，這樣才能避免混凝土受到影響。在進(jìn)行混凝土攪拌時，需要混凝土的配比達(dá)到一定強(qiáng)度，同時還要保證混凝土的粘合性。因此，需要加入一定量的高效外加劑，提高混凝土的性能。進(jìn)行澆筑固定時，需要將坍落度保持在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，同時還需要邊澆筑邊振搗，直到混凝土漿不會出現(xiàn)氣泡，確保混凝土的密實度。此外，還需要加強(qiáng)混凝土與路面的嚴(yán)密性和牢固性，在混凝土凝固前及時進(jìn)行拉毛處理，保證混凝土面的平整度，不能出現(xiàn)混凝土面比路面高或低的情況，否則容易出現(xiàn)跳車的情況，降低橋梁的平整度和舒適度。為了提高伸縮縫的性能，還需要進(jìn)行高強(qiáng)度的纖維化管理，這樣才能保證混凝土的整體密實度，確保施工的質(zhì)量。

5.5 后期養(yǎng)護(hù)

在完成伸縮縫施工的基本步驟后，相關(guān)部門還需要加強(qiáng)對伸縮縫的養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)工作不到位，橋面的鋪裝層容易出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，進(jìn)而影響伸縮縫的正常使用。一般來說，在完成基本的施工工序后需要及時進(jìn)行灑水，然后采用塑料膜或是覆蓋物對縫面進(jìn)行保養(yǎng)。通常來說，保養(yǎng)期以10 d為一個周期，在這個過程中需要每天對伸縮縫進(jìn)行灑水處理，保證補充足量的水量，避免混凝土出現(xiàn)裂縫。此外，還需要進(jìn)行開放管理，即在投入使用后關(guān)注橋梁的使用情況，出現(xiàn)細(xì)縫后及時將落入伸縮縫中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，以保證橋梁的質(zhì)量。此外，由于通車后交通量會不斷增加，在車輛荷載的作用下會導(dǎo)致伸縮縫工程的耐久性下降，為了確保伸縮縫的使用壽命，相關(guān)部門需要嚴(yán)厲打擊超載行為，以保證伸縮縫的工作性能。

6 結(jié)語

橋梁伸縮縫對公路工程的質(zhì)量起到重要的影響，如果沒有把控好這個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，將會影響整個公路的使用。因此必須要重視伸縮縫的設(shè)計工作和施工管理，確保整個工程的質(zhì)量。通過科學(xué)地設(shè)計伸縮縫，可提高伸縮縫的彈性和性能。由于伸縮縫設(shè)計可以影響到施工的精準(zhǔn)度，為了確保伸縮縫的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度能夠滿足車輛的荷載沖擊力，根據(jù)項目的實際情況進(jìn)行伸縮縫的設(shè)計是非常重要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹 植.公路橋梁施工中伸縮縫施工工藝及質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（7）：68-69.

[1]范世鋼.道路橋梁工程伸縮縫施工質(zhì)量技術(shù)的控制策略研究[J].農(nóng)家參謀，2019（13）：163.

[2]李紹龍.探析道路橋梁工程伸縮縫施工質(zhì)量技術(shù)的控制策略[J].智能城市，2019，5（9）：172-173.

收稿日期：2020-05-10