公路橋梁工程施工中的伸縮縫施工技術(shù)分析

曹佳敏

山西路橋第六工程有限公司一分公司 山西晉中 030600

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的時(shí)代背景下，我國(guó)公路橋梁工程施工技術(shù)水平邁上了新的臺(tái)階，公路橋梁通行安全性、穩(wěn)定性及耐久性也成為社會(huì)各領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。公路橋梁工程建成投入使用后會(huì)因溫度急劇變化、雨水侵蝕、混凝土澆筑質(zhì)量等內(nèi)外部因素的影響出現(xiàn)梁端位移現(xiàn)象，嚴(yán)重影響橋梁通行的舒適度與平穩(wěn)性。目前解決上述問(wèn)題的主要技術(shù)措施為沿施工縫方向在適當(dāng)位置處設(shè)置伸縮縫，以此將混凝土結(jié)構(gòu)劃分為兩個(gè)相互獨(dú)立的部分，避免混凝土結(jié)構(gòu)因收縮、膨脹產(chǎn)生外部應(yīng)力。但因伸縮縫所受承載力較大，在公路橋梁工程運(yùn)行中很容易受到車(chē)輛荷載的沖擊，故掌握伸縮縫施工技術(shù)要點(diǎn)、強(qiáng)化施工質(zhì)量控制對(duì)提升公路橋梁工程整體技術(shù)水平具有重要意義。

1 公路橋梁工程施工中伸縮縫概述

伸縮縫施工是公路橋梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其施工質(zhì)量不僅關(guān)系到公路橋梁工程整體穩(wěn)定性與耐久性，而且關(guān)乎公路橋梁工程后續(xù)投入使用的安全性。為此，在伸縮縫施工前需較為全面地掌握常見(jiàn)的伸縮縫類(lèi)型，根據(jù)工程實(shí)際情況、橋梁等級(jí)、工程所在地氣候條件及工程建造需求等科學(xué)設(shè)計(jì)伸縮縫裝置，為后續(xù)伸縮縫施工奠定堅(jiān)實(shí)有力的基礎(chǔ)。

1.1 公路橋梁施工中伸縮縫常見(jiàn)形式

公路橋梁施工中常見(jiàn)的伸縮縫形式包括：①橡膠式伸縮縫。該伸縮縫類(lèi)型適用于大型公路橋梁工程中，主要原因在于橡膠材料易于獲取、成本低廉，能夠有效降低公路橋梁工程造價(jià)。與此同時(shí)，橡膠具有較好的防噪音、降震及防水性能，公路橋梁工程建成投入使用后，橡膠式伸縮縫可以提升車(chē)輛通行的舒適度與平穩(wěn)性，為通行人員提供良好的行車(chē)體驗(yàn)，并且可以有效防止伸縮縫受到雨水侵蝕，對(duì)于延長(zhǎng)伸縮縫使用壽命具有重要意義。②土工布伸縮縫。該類(lèi)型是對(duì)傳統(tǒng)伸縮縫類(lèi)型的改進(jìn)，屬于近年來(lái)使用廣泛且適應(yīng)性較強(qiáng)的伸縮縫類(lèi)型。土工布伸縮縫的優(yōu)勢(shì)在于成本價(jià)格較低、施工操作便捷、能夠適應(yīng)多數(shù)公路橋梁工程的建設(shè)要求，但因其實(shí)踐時(shí)間較短，在實(shí)際應(yīng)用中依然存在諸多待改進(jìn)之處。③填塞式伸縮縫。該類(lèi)型伸縮縫以油毛氈、瀝青等為主要材料，易于獲取且成本較低[1]。不僅如此，相對(duì)于其他伸縮縫類(lèi)型而言填塞式伸縮縫伸縮量較小，最小伸縮量甚至可以達(dá)到0mm；最大伸縮量?jī)H為25mm，且在實(shí)際應(yīng)用中施工工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格優(yōu)惠，在小跨徑公路橋梁工程中應(yīng)用十分廣泛。④鋼板式伸縮縫。該類(lèi)型伸縮縫適用于大型公路橋梁工程中，其能夠承受較大的外部荷載，安全性較高，但相對(duì)于橡膠式伸縮縫而言抗震性能較低、使用壽命較短。

1.2 公路橋梁施工中伸縮縫主要作用

公路橋梁工程以混凝土為主要施工材料，水泥水化熱反應(yīng)、混凝土材料自縮性等導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在溫度急劇變化之下其體積會(huì)隨之發(fā)生明顯的收縮、膨脹，尤其是內(nèi)外部體積變化不一會(huì)誘發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫。再加上動(dòng)荷載、橋梁跨度等其他因素的影響，公路橋梁主體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生蠕變，當(dāng)此種變形或位移超過(guò)主體結(jié)構(gòu)抗拉極限時(shí)便會(huì)導(dǎo)致橋體耐久性、穩(wěn)固性下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響公路橋梁的安全使用。為避免混凝土收縮或膨脹引發(fā)嚴(yán)重的質(zhì)量與安全問(wèn)題，通常會(huì)沿著施工縫方向，在適當(dāng)位置設(shè)置一條構(gòu)造縫，即伸縮縫，可以避免混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力、降低雨水對(duì)橋梁主體結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)部位的侵蝕程度，進(jìn)而降低錯(cuò)臺(tái)、坑洼、跳車(chē)等安全事故發(fā)生概率[2]。

2 公路橋梁工程施工中伸縮縫施工技術(shù)

伸縮縫是公路橋梁所有結(jié)構(gòu)中相對(duì)薄弱但起到關(guān)鍵性作用的裝置，在行車(chē)荷載及橋梁自重的作用下伸縮縫一般受承載力較大，為避免伸縮縫因沖擊、荷載發(fā)生損壞，需把握伸縮縫施工技術(shù)要點(diǎn)。文章通過(guò)梳理相關(guān)文獻(xiàn)及工程資料對(duì)公路橋梁施工中伸縮縫施工技術(shù)進(jìn)行歸納總結(jié)，具體如下：

2.1 伸縮縫預(yù)裝及存放技術(shù)

伸縮縫采購(gòu)是公路橋梁工程施工中伸縮縫施工技術(shù)應(yīng)用的前端環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)施工圖紙與設(shè)計(jì)要求選擇適宜的伸縮縫型號(hào)、長(zhǎng)度、密封橡膠件類(lèi)型，結(jié)合施工圖中所規(guī)定的寬度購(gòu)置、裝配伸縮縫，并要求廠(chǎng)家提供伸縮縫安裝施工溫度對(duì)比表。同時(shí)，伸縮縫預(yù)裝、驗(yàn)收是伸縮縫施工前需要完成的核心任務(wù)，廠(chǎng)家根據(jù)圖紙要求的安裝尺寸、以?shī)A具固定相關(guān)組件，并依據(jù)設(shè)計(jì)要求按照相應(yīng)的寬度預(yù)先安裝好伸縮縫，施工方專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員深入廠(chǎng)家安裝作業(yè)實(shí)際對(duì)伸縮縫預(yù)裝質(zhì)量進(jìn)行審核驗(yàn)收，可以從源頭上控制伸縮縫施工質(zhì)量。此外，伸縮縫運(yùn)輸及存放至施工現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)運(yùn)輸質(zhì)量予以高度重視，保證進(jìn)場(chǎng)的伸縮縫切實(shí)滿(mǎn)足施工要求、適應(yīng)實(shí)際施工條件。在伸縮縫存放時(shí)應(yīng)避免露天存放，且將伸縮縫存放位置抬高至地面30mm以上，以此避免伸縮縫損壞[3]。

2.2 測(cè)量放線(xiàn)及開(kāi)挖技術(shù)

當(dāng)公路橋梁路面材料鋪裝完成且驗(yàn)收合格后，對(duì)照施工圖準(zhǔn)確測(cè)量伸縮縫位置，以石灰明確標(biāo)出開(kāi)槽深度，保證以切縫中心為起點(diǎn)兩邊長(zhǎng)度對(duì)稱(chēng)相等。在伸縮縫施工前需對(duì)路面平整度進(jìn)行檢測(cè)，若平整度不足需進(jìn)行找平處理，當(dāng)路面平整度達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行切割施工。在伸縮縫開(kāi)挖施工中，切割機(jī)對(duì)準(zhǔn)劃好的位置線(xiàn)，切割時(shí)保證深度適中、切割縫順直、邊緣平整。鋸縫線(xiàn)以外的路面需以塑料布及膠帶密封，避免粉塵及雜質(zhì)污染路面。切割后及時(shí)以清水沖洗伸縮縫內(nèi)部及周邊路面，避免雜質(zhì)進(jìn)入伸縮縫影響其質(zhì)量。如果采用干切施工工藝，在切割過(guò)程中應(yīng)借助鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備吹掃伸縮縫、路面。用風(fēng)鎬開(kāi)槽時(shí)，保證開(kāi)槽深度大于等于12cm，及時(shí)清除槽內(nèi)雜物，如果發(fā)現(xiàn)梁與梁之間的間隙未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，需探明成因并采取補(bǔ)救措施，如橋面鋪裝砼未打到位、切縫與橋后搭板立面難以銜接，可適當(dāng)加大切縫寬度。開(kāi)槽施工完成后理順槽內(nèi)預(yù)埋筋與錨固筋，對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹，若鋼筋數(shù)量不足應(yīng)及時(shí)補(bǔ)打膨脹螺栓。

2.3 吊裝與焊接技術(shù)

公路橋梁工程施工中，伸縮縫裝置一般由廠(chǎng)家預(yù)裝，在實(shí)際施工中需要借助起重設(shè)備將伸縮縫裝置吊運(yùn)到適宜位置，為避免伸縮縫裝置因碰撞產(chǎn)生磨損，應(yīng)高度重視吊裝程序、控制吊運(yùn)質(zhì)量。除此之外，伸縮縫開(kāi)槽后需要將預(yù)埋筋與錨固筋焊接牢固，在此之前需在預(yù)留凹槽中順縫向、垂直縫向劃出伸縮縫裝置中心定位線(xiàn)、標(biāo)高，調(diào)整其預(yù)留標(biāo)高以與路面標(biāo)高相契合。焊接時(shí)注意以橫線(xiàn)連接鋼筋，適度放松卡具，將預(yù)埋筋與錨固筋兩端焊接牢固并可以自由伸縮。如果一條伸縮縫裝置由多段構(gòu)成，在焊接時(shí)需把握以下技術(shù)要點(diǎn)：①將相鄰兩端伸縮縫裝置上端置于同一水平面之上，保證兩端伸縮縫裝置接口處緊密靠攏；②清除伸縮縫裝置表面的銹跡，在兩段伸縮縫裝置之間填充石棉繩，避免焊接過(guò)程中產(chǎn)生的焊渣進(jìn)入兩段伸縮縫的間隙之內(nèi)；③選擇適宜的焊材，按照先頂面、再側(cè)面、最后底面的順序進(jìn)行分層焊接，并及時(shí)清除焊渣；④以手提砂輪機(jī)打磨焊縫，保證焊縫平整，并在焊接部位涂刷防銹漆[4]。

2.4 安裝與澆筑砼技術(shù)

伸縮縫安裝前檢查預(yù)留凹槽寬度、預(yù)埋鋼筋及錨固鋼筋位置是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，檢查無(wú)誤后對(duì)凹槽內(nèi)壁進(jìn)行鑿毛處理，清除凹槽內(nèi)的浮渣與雜物。同時(shí)，根據(jù)廠(chǎng)家提供的伸縮縫安裝施工溫度對(duì)照表檢查實(shí)際溫度與安裝溫度，若溫度差異較大應(yīng)及時(shí)調(diào)整伸縮縫凹槽寬度。

沿橋?qū)挋M向每隔1.2m放置一橫吊梁，使伸縮縫裝置上端與橫吊梁緊密靠攏且標(biāo)高與路面相吻合。利用吊車(chē)將伸縮縫吊運(yùn)至預(yù)留凹槽內(nèi)，如果伸縮縫位于坡面，需根據(jù)實(shí)際情況對(duì)坡度進(jìn)行調(diào)整。此后，臨時(shí)焊接固定預(yù)埋鋼筋與錨固鋼筋，復(fù)測(cè)伸縮縫位置與標(biāo)高，如果臨時(shí)焊接固定過(guò)程中無(wú)變形現(xiàn)象，且位置與標(biāo)高偏差處于最大允許范圍之內(nèi)即可對(duì)預(yù)埋筋與錨固筋進(jìn)行全面、分層焊接牢固。

在砼澆筑施工中，為提升澆筑施工質(zhì)量、降低澆筑施工能耗、防止路面污染，建議采用集中拌和方式，施工前按照設(shè)計(jì)規(guī)定的集料級(jí)配、材料配合比等將材料混合均勻。施工時(shí)將材料運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。模板拼裝需緊密，避免混凝土材料進(jìn)入控制箱。在澆筑施工時(shí)還需要避免將混凝土材料灑在密封橡膠件上，在邊梁、控制箱及錨固板周?chē)幕炷翍?yīng)振搗充分、均勻。

伸縮縫施工完成后，需采取臨時(shí)保護(hù)措施，避免伸縮縫遭受沖擊或直接承受動(dòng)荷載。澆筑施工時(shí)可將砼頂面提高1-2mm，混凝土硬化成型后借助打磨設(shè)備將砼頂面調(diào)整至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并在砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)前嚴(yán)禁車(chē)輛通行。

3 公路橋梁工程施工中伸縮縫施工質(zhì)量控制措施

公路橋梁工程施工中充分發(fā)揮伸縮縫質(zhì)量的有效措施除把握伸縮縫施工技術(shù)要點(diǎn)外還需要將施工質(zhì)量控制貫穿于伸縮縫施工的全過(guò)程中，通過(guò)嚴(yán)格約束施工行為、貫徹落實(shí)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、把控原材料質(zhì)量等措施切實(shí)提升伸縮縫施工技術(shù)水平，具體措施如下：

3.1 確保伸縮縫裝置質(zhì)量

伸縮縫裝置以異型鋼材、密封膠條等為主要材料，在實(shí)際施工中還需要借助鋼筋、鋼板等進(jìn)行伸縮縫安裝，并需要在伸縮縫表面涂刷防銹材料。由此可見(jiàn)，公路橋梁工程施工中伸縮縫施工所涉及的材料較多，無(wú)論何種材料質(zhì)量存在缺陷或物理學(xué)性能不佳都會(huì)影響伸縮縫作用的發(fā)揮。為此，在伸縮縫施工中需確保伸縮縫裝置質(zhì)量，一是盡量選擇以整體成型異型鋼為主要材料的伸縮縫，保證鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度滿(mǎn)足施工需求；二是嚴(yán)禁使用再生產(chǎn)橡膠，結(jié)合公路橋梁工程所在地的溫度、濕度、氣候條件、溫度變化幅度以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇適應(yīng)性較好、耐久性較強(qiáng)、防水及吸震性能好的密封膠條類(lèi)型；三是全面檢查鋼筋、鋼板、防腐材料，避免不合格材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)[5]。

3.2 做好前期準(zhǔn)備工作

公路橋梁施工中伸縮縫施工前準(zhǔn)備工作主要包括材料準(zhǔn)備、施工工藝選擇。砼澆筑是伸縮縫施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，影響砼澆筑質(zhì)量的主要因素為混凝土材料級(jí)配與配合比、施工工藝流程。為保證砼澆筑質(zhì)量，需要借助實(shí)驗(yàn)室試配確定材料的最佳級(jí)配與配合比，盡量降低水泥用量、提升水泥等級(jí)，并嚴(yán)格把控原材料溫度，避免溫度差異過(guò)大導(dǎo)致混凝土收縮、膨脹程度過(guò)高。

3.3 伸縮縫安裝及位置調(diào)整

公路橋梁工程中伸縮縫的主要作用為避免因混凝土收縮、動(dòng)荷載作用等影響橋體結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)固性。為此應(yīng)將溫度作為施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，以全天溫度測(cè)量為依據(jù)確定最佳施工時(shí)間段，避免溫度過(guò)高導(dǎo)致伸縮縫預(yù)留凹槽寬度發(fā)生明顯變化、位置發(fā)生位移。同時(shí)，在伸縮縫安裝施工中首先進(jìn)行臨時(shí)固定，預(yù)留凹槽位置、深度、寬度及標(biāo)高檢查無(wú)誤后才能進(jìn)行焊接固定。

3.4 注重伸縮縫質(zhì)量檢測(cè)

伸縮縫質(zhì)量檢測(cè)是貫穿于伸縮縫施工全過(guò)程的質(zhì)量保障措施。伸縮縫質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容廣泛、流程復(fù)雜，不僅要確保伸縮縫位置準(zhǔn)確、寬度適宜，還需要檢驗(yàn)砼澆筑強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、混凝土結(jié)構(gòu)表面是否存在麻面、裂縫等質(zhì)量缺陷。當(dāng)前部分施工單位對(duì)伸縮縫質(zhì)量檢測(cè)重視程度不足，嚴(yán)重影響伸縮縫施工質(zhì)量及其作用的發(fā)揮，為此需要借助無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路橋梁工程施工中伸縮縫具有保障其通行安全性、穩(wěn)定性及耐久性的作用，對(duì)于提升公路工程橋梁施工整體技術(shù)水平具有重要意義。當(dāng)前常用的伸縮縫類(lèi)型包括橡膠式伸縮縫、土工布伸縮縫、填塞式伸縮縫及鋼板式伸縮縫?？刹捎玫氖┕ぜ夹g(shù)包括預(yù)埋及存放、測(cè)量放線(xiàn)及開(kāi)槽、吊裝及焊接、安裝與砼澆筑技術(shù)。為進(jìn)一步提升伸縮縫施工質(zhì)量，建議確保伸縮縫裝置質(zhì)量、做好前期準(zhǔn)備工作、把握伸縮縫安裝及位置調(diào)整要點(diǎn)、注重伸縮縫質(zhì)量檢測(cè)。