芻議公路交通工程建設的伸縮縫施工及其管理

亓娜娜

山東惠民騰達交通工程有限責任公司 山東 濱州 251700

引言

公路交通工程建設是改善國家和人民生活水平的重要手段，建設優(yōu)質的道路建設對于樹立和維護我國的良好社會形象起到了積極作用。在公路交通工程建設中，伸縮縫施工技術是橋梁結構工程中的一個關鍵技術。公路建設是我國國民經濟的基礎性、先導性、戰(zhàn)略性工程，它對促進我國經濟的健康發(fā)展，促進了社會的和諧穩(wěn)定。一方面，由于城市化和汽車數量的迅速增長，城市交通流量急劇增加，導致了交通運輸中出現(xiàn)的各類交通問題，如交通負荷增大、交通擁堵、交通事故等。同時，這些運輸問題也極大影響了工程建設的正常運行和發(fā)展。然而，由于道路橋梁長期受到車輛的荷載作用，容易產生變形、裂縫等問題，嚴重影響工程的使用壽命，影響工程自身的經濟性、便捷性與實效性，所以我國現(xiàn)代交通運輸系統(tǒng)的建立已迫在眉睫。沉降裂縫裝置是一個設置在橋身內的裝置，它具備路面封閉、不漏水、保持與路面齊平、行人舒適、不跳車等特點與作用，可以充分利用現(xiàn)有的貨運汽車，降低其承載能力，是今后公路我國化工程的重點開發(fā)領域。

1 公路施工中的伸縮縫理論

1.1 公路橋梁工程中的伸縮縫基本概念

在公路橋梁工程中，有一種可伸縮縫的布置形式，是一個很重要的設計構件，用以滿足橋梁的設計。例如，在發(fā)生熱脹冷縮問題后，就會導致結構的溫度變化，因此特別設置了一個伸縮縫的缺口，其設計方法主要是在兩條橋端間安裝橋端與橋墩的鉸接沉降縫隙，以適應大橋縱梁在各個方位上的縱向與橫向上的拉伸應力，以便保證汽車在大橋上行駛，不致產生任何跳車、噪聲等不良現(xiàn)象。另外，沉降縫隙還可以有效防止降雨淤積，且施工與安裝設計較為簡易，動作簡便，要確保安裝過程中護欄與路面攤鋪直接斷開，確保沉降縫隙的安裝完整。

1.2 公路橋梁工程中的伸縮縫類型及其作用

在路面橋梁工程中，最常見的沉降裂縫形式主要有填塞式、鋼管式、土工型和板式橡膠等，不同的沉降裂縫類型有著不同的施工工藝和對橋梁要求。在鋼板型沉降裂縫中，U型伸縮縫是最常見的，其主體構造材質為鍍鋅鐵。鋼板型沉降裂縫結構具備極高的承壓剛度，在連接板類沉降裂紋時具有良好的機械性能，特別是在較大的負載下，其抗沖擊性能比較差，使用壽命也并不長。而填充類的沉降裂紋，則是采用了油氈和瀝青材質，這種基礎材料的顯著特點是價格低廉，從而降低了伸縮縫的建造費用。但這種便宜的材料也有自己的特點，那就是整個過程很簡單，里面的填料也很豐富，但填塞型的伸縮縫和鋼板型的伸縮縫一樣，壽命也很短。在施工中，由于膨脹作用引起的填充物的擠壓作用十分顯著，但在冷縮后，被壓出的物料不能恢復，所以現(xiàn)在的填料已逐步從市場上消失。板狀橡膠伸縮縫由于橡膠材質較為普遍，其伸縮性能也很好，因此在某些建筑條件下，板狀橡膠伸縮縫具有很好的吸聲和吸振作用。此外，由于其施工工藝簡單、施工效率高，基本上可以滿足一般道路橋梁的要求，因此被很多公路橋梁項目采用?？傊瑢τ诠窐蛄?，采用什么樣的伸縮縫，還需要結合具體的工程條件和具體的參數進行分析和確定，以達到施工技術的針對性[1]。

1.3 影響公路伸縮縫施工的關鍵因素

公路伸縮縫的施工受多種因素的制約，主要包括溫度、混凝土、縱向坡度、荷載等。首先是溫度。正如前面提到的，在設計和建造過程中，最大的影響是因為天氣的變化，由于公路大橋是在室外進行的，因此受到了外界的氣溫和環(huán)境的影響，整個橋梁的伸縮變形是由溫度引起的。由于溫度的變化對伸縮縫的影響是很大的，所以在橋梁施工中應充分考慮到外部的溫度變化。例如，在橋梁伸縮縫的設計與施工中，應明確有關的參數，并對其進行工藝條件的優(yōu)化。其次是混凝土。施工人員要對混凝土的熱脹冷縮有一定的認識。由于在氣溫的作用下，公路橋梁的混凝土會發(fā)生明顯的熱脹冷縮，這是其固有的基礎性質。所以，在公路交通工程建設中，往往需要對水泥比例、骨材、年齡范圍等因素進行綜合分析，使之獲得科學合理的比例，從而對其總強度加以測算。所以，在一些大部分使用水泥的路面上，不論是預應力橋梁或是鋼筋砼結構，都需要充分考慮到其的熱脹冷縮特點。三是側向傾斜，有些公路大橋的整個架構設計上都具有較大的傾斜度，而這些斜率就會導致梁體的伸縮變化，例如會產生縱向偏移，進而損壞了大橋的伸縮機構。最后是高負荷。當荷載指數超過標準時，會導致整體結構的傾斜。也就是說，在高負荷的作用下，橋梁的結構會發(fā)生垂直位移，這種垂直位移將對橋面的布置空間的改變有很大的影響。尤其是在一些大跨徑橋梁的設計和施工中，當梁體出現(xiàn)彎曲變形時，伸縮縫裝置的角度會有較大的改變，嚴重時可造成橫向和縱向的劇烈位移，從而影響到整個橋梁的安全質量[2]。

2 公路橋梁施工中伸縮縫的重要性

在公路交通工程建設中，在各個環(huán)節(jié)全部完工并順利投產后，必須采取有效的措施，克服各種外部環(huán)境的不利影響，保證工程的正常進行，保證道路橋梁的施工安全。伸縮縫裝置是一種按橋梁跨徑、區(qū)域溫度范圍、材料性能等進行設計、計算而設置的一種設備，它能夠將橋梁的荷載通過支承構件轉移至主承重構件。在公路交通工程建設后期使用中，伸縮縫的質量與其性能密切相關，關系到車輛的安全運行和使用壽命。伸縮縫在高速公路橋梁工程中起著舉足輕重的作用，其施工質量的優(yōu)劣將直接關系到高速公路橋面的使用壽命和使用舒適性，因而必須逐漸引起人們的關注。

3 公路交通工程建設中伸縮縫施工設計面臨的問題

3.1 對技術執(zhí)行時的規(guī)范要求嚴格性有待提升

在公路交通工程建設中，由于部分施工單位過分強調工程經濟性，對建筑工期和施工質量的關注程度不足，為壓縮工期、節(jié)省建筑成本從而減少建設周期，或者施工時未遵守國家的有關法律法規(guī)，提早進行沉降裂縫施工環(huán)節(jié)，造成對沉降裂縫施工技術標準執(zhí)行不嚴格，其主要原因為沉降裂縫的架設位置和高速公路橋面不一致，鋼筋固定力度不夠，造成整個沉降裂縫澆筑過程工程質量不合格。從短時間來看，這一問題對整個工程不是一個直接的影響，隨著使用期限的延長，沉降裂縫的功效已無法充分發(fā)揮起來，不但會給橋梁的使用安全性造成極大的危害，甚至還將大大縮短它的使用壽命。

3.2 對溫度變化考慮不周

在公路交通工程建設中，由于受到了氣候的變化，對沉降裂縫的施工受到了較大的效果，它的金屬構件和鋼筋結構都會產生了熱脹冷縮的物理變化，在氣溫變化比較大時，它的熱脹冷縮現(xiàn)象也會顯得比較嚴重，這樣就對施工的效率產生了較大的影響。目前，有些單位在公路交通工程建設中，對沉降裂縫的施工正在進行，而且對溫度的變化也比較小。因為氣溫的變動是不可控的，一旦在施工時驟然出現(xiàn)溫度，將導致鋼筋出現(xiàn)很大的熱脹冷縮，進而給施工的效率和安全性造成不良的影響。當進行伸縮縫施工時，必須充分考慮氣候和溫度變化，并采取相應的預防措施，以保證各種結構的功能，保證橋梁的穩(wěn)定，提高結構的使用壽命[3]。

3.3 伸縮裝置進水問題

伸縮縫設備的滲水問題是目前伸縮縫工程技術應用中的一個主要障礙。在實際工程中，伸縮縫設備的質量受到各種外部因素的影響，而漏水就是其中的一個重要原因，如果漏水，伸縮縫的施工質量就會受到很大的影響。而且，如果在實際運用過程中，由于荷載不均勻、局部動荷載太大，伸縮縫的受力也會很大，從而影響到整體的使用安全。

4 公路交通工程建設中提高伸縮縫施工效率的方法措施

4.1 充分準備工作及施工人員的管理

在開展沉降裂縫施工操作之前，首先應該進行施工前期的預備工作，它是決定質量的關鍵因素，前期的預備工作主要包括檢查施工原料、施工器具、伸縮設備等，必須對沉降裂縫施工的原料進行嚴格的檢驗，以確保材料的質量，并必須注意檢測伸縮裝備是否可以正確運用，在施工階段，相應的作業(yè)技術人員還必須按照圖紙的規(guī)定，盡可能計算好預留的空間的大小，而伸縮裝備的埋設工作也必須根據相應的技術要求實施，以提高施工的可靠性和連通度，并加強重視對現(xiàn)場沉降裂縫施工過程的管理和監(jiān)督。

4.2 保證伸縮縫混凝土澆筑的質量

伸縮縫混凝土澆筑是伸縮縫施工工藝中較為關鍵的一個環(huán)節(jié)，其主要目的是使各模板間的連接更加牢固、緊湊。在惡劣的氣候條件下，混凝土非常脆弱。因此，在混凝土中添加適當的抗裂劑和抗凍劑，可以有效地保護混凝土的力學性能。另外，在保證混凝土的合理配比的前提下，還要安排專人對其進行實時監(jiān)控，以保證混凝土的質量，同時可以采用振動棒進行碾壓，以防止在澆筑過程中產生氣泡。另外，由于混凝土的強度難以控制，所以必須采用有效的維護措施，及時清除裂縫中的垃圾，以保證其平整[4]。

4.3 提升開槽及切縫施工技術

在攤鋪中，有關技術人員應考慮攤鋪容量、形狀、配量等內容，并嚴格按照圖紙規(guī)定的開槽方式和切縫進行。剪縫工藝可以對兩側進行檢測，進而促進沉降裂縫的施工，而進行檢測將直接影響到沉降裂縫的品質，或者是整個工程的品質，假如橋面進行檢測無法達到沉降裂縫的質量，也無法提高其品質，需要進行再處理，不但浪費，并且也是浪費很大的資金與物力。所以，在進行剪縫工藝前，必須使用剪割機，必須采取橋頭一橋尾的方式實施攤鋪，在斷點上應用膠布或塑料薄膜遮蓋，降低了外界對混凝土結構的破壞，并且要定期清理在切縫內所形成的污物。

4.4 使用新型伸縮縫

在傳統(tǒng)的技術工藝中，必須在橋墩與橋墩的交界處橫向開一道構造縫，以避免因氣溫變化對橋梁結構產生裂縫。但由于結構裂縫的存在，在施工過程中會受到車輛的多次撞擊，從而導致伸縮縫的損壞。同時，如果伸縮縫的施工質量不夠好，或者伸縮縫與橋面之間的高差比較大，也會導致伸縮縫的失效，從而很難達到預期的抗裂效果。因此，建筑單位應該采取新的伸縮縫來解決問題。例如，采用一種新型的TST無縫伸縮縫，取代了傳統(tǒng)的伸縮縫，這種伸縮縫采用高黏性彈性材料，在高溫下融化，再注入碎石進行冷卻，使其維持為瀝青混凝土，從而形成整體結構。在施工過程中，它會不斷地吸收各種變形和振動，以承擔汽車荷載。同時，TST高黏彈性塑料在低溫、高溫下不容易發(fā)生脆化、流動等問題，其使用壽命比普通改性瀝青高一倍，在經濟上有明顯的優(yōu)越性。

4.5 焊接質量控制

受到溫度、氣體相對濕度等各種因素的作用，使其在施工階段中容易出現(xiàn)變化。因此，要做好對預留洞等沉降縫隙的焊接工藝管理，使之與預留洞中的整體張力相匹配。為實現(xiàn)這個要求，在實現(xiàn)舒卷接頭焊接以前，必須檢查其進行檢查和順直性，并控制其順直性、進行檢查，接著工作人員要現(xiàn)場做好實時室溫計算，并根據實際的環(huán)境溫度為主要依據，對沉降縫隙位置與預留孔間的縫隙加以控制。另外，必須完善沉降裂縫連接技術，如采用分段連接處理技術，采用高性能電焊條，以提高沉降裂紋焊接品質。

5 結束語

隨著交通事業(yè)的快速發(fā)展，公路在交通中處于著重要的戰(zhàn)略地位，其伸縮縫也是保障公路橋梁工程品質的重要因素，它的施工質量將直接關系到橋的使用安全與壽命，同時也在日常維護中有著舉足輕重的意義。所以，在路面橋梁工程沉降裂縫的施工中，應該保證各工藝均達到相關技術標準，各工藝均要進行專業(yè)的質量檢驗，以避免無謂的錯誤，以便保證橋梁的安全性。