浅论高速公路桥梁伸缩缝施工质量控制

摘要：高速公路上的桥梁伸缩缝的施工质量直接影响到桥梁结构的安全性、行车舒适性。本文介绍了我国桥梁伸缩缝的使用和发展情况,并且详细分析了各种伸缩缝的优缺点和选择方法,对施工中质量控制进行了归纳总结。

关键词：高速公路；伸缩缝；质量控制

由于室内外温度的变化,混凝土许变以及收缩、及汽车动荷载等一系列外部荷载作用的影响,桥梁梁体长度会发生一些变化,使梁端发生位移。为了适应这种位移,并且保持整个梁体平稳,保证行车安全舒适,桥梁结构中必须在合理的位置设置伸缩缝。

一、桥梁伸缩缝的作用

由于公路桥梁都处于室外,并且根据其使用功能,公路桥梁会受到温度变化、混凝土变形、动荷载等一系列因素的作用,使得桥体产生变形。如果这种变形量过大,会影响到桥体的使用安全。所以为了调节由车辆荷裁、环境特征和桥梁建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移和上部结构之间的联结,所以必须要设置伸缩缝。桥梁伸缩缝处出现跳车和损坏现象,影响行车的舒适和安全。出现这些问题,除了车辆通行量增多、载重量增大、车速加快等客观原因对伸缩装置的损坏外,伸缩缝设计和施工的欠缺不容忽视。

二、伸缩装置应用现状

我国在工程上实际应用的桥梁伸缩缝种类很多,按照不同的标淮有不同的分类形式。根据伸缩装置的传力方式和构造特点,目前我国常用桥梁伸缩装置可分为以下五大类:(1)对接式伸缩装置;(2)钢制文承式伸缩装置;(3)组合剪切式(板式)橡胶伸缩装置;(4)模数支承式伸缩装置;(5)无缝式(暗缝型)伸缩装置主要类型有GP型、TST弹塑体、EPBC弹塑体等。

三、对伸缩装置要求与影响伸缩量因素

3.1基本要求

对已安装的桥梁伸缩装置的破坏情况的调查及原因分析发现:当设计、施工和养护管理等任何一个环节稍有缺陷和不足,就会造成伸缩装置的破坏。对桥梁伸缩装置的总体要求是:能适应桥梁温度变化、混凝土收缩徐变引起的伸缩;能适应桥梁由挠度变化引起的变位;行驶性能良好的构造;具有良好的整体性、高刚度和耐久性;构造简单,施工、维护容易;具有良好的排水性和防水性。

3.2影响伸缩量因素

温度变化。桥梁结构是暴露于自然环境中的一种结构物,桥梁梁体的温度随着周围大气的温度的变化而变化。梁体的温度变化使其缩短或伸长,变化量与桥址所在地区的气温有关。桥梁结构的温度变化范围应根据建桥地点的气温条件而定。钢结构可按当地最高和最低气温确定;砖、石、混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构一般可按当地月平均最高气温和月平均最低气温确定。

混凝土的收缩徐变。混凝土的收缩、徐变是混凝土材料本身固有的特性,受许多因素的影响。如混凝土的水灰比、骨料、构件几何尺寸、加载龄期等。故对于混凝土桥梁,无论是钢筋混凝土桥梁还是预应力混凝土桥梁,伸缩量计算时均须考虑混凝土收缩引起的变位,预应力混凝土桥梁还必须考虑混凝土徐变引起的变位。

各种荷载引起的桥梁结构的挠曲。桥梁结构在各种荷载作用下会产生竖向挠度,位于桥梁端部的伸缩装置也随之产生垂直变位、水平变位和转角变位。特别对于大跨径桥梁结构或梁体刚度较小、容易挠曲的结构,梁体的挠曲变形会在梁端伸缩装置处产生较为明显的转角变位,并伴随水平和垂直变位。

纵向坡度对伸缩变位的影响。位于较大纵坡上的桥梁,梁体伸缩时会引起垂直方向上的变位。由于数值较大的竖向错位的存在,极易破坏伸缩装置。因此,桥梁位于较大纵坡或伸缩量大时应特别注意这个因素。

斜桥和弯桥的变位。斜桥和弯桥的变位分为径向变位和切向变位,使得伸缩装置在平面内即受扭又受剪,极易破坏伸缩装置。因此,在桥梁结构设计、伸缩装置类型的选择及施工过程中应于重视。

四、伸缩缝主要施工技术

伸缩缝类型是设计者综合考虑公路等级、梁体长度及结构特点等因素选定的,不同类型的伸缩装置有不同的特点。虽然不同类型的伸缩装置从适用梁体伸缩的角度来看,设计上能够满足使用要求,但从使用效果来看,对行车影响及伸缩装置自身耐久性方面有所不同。本文对某公路桥梁伸缩缝施工技术进行分析。伸缩缝安装工艺按照施工顺序可分为:先装缝后铺路和先铺路后装缝两种工艺。本次施工选用先铺路后装续安装工艺,即在桥梁伸缩缝处先行攒锦沥青路面,待压路机充分压实达到通车条件后,切除伸缩缝部位的路面、安装伸缩缝。这一工艺较先装缝后铺路工艺更能保证伸缩缝部位的平顺,能克服临近伸缩缝两侧的不易密实的问题。其具体的施工工艺如下:

放线过程中找出梁端间隙的中心线,按照设计的位置及尺寸准确画线,保证伸缩装置能够对称放在梁端伸缩间隙上。

清理伸缩缝范围内的沥青混凝土路面及回填物,特别是将伸缩缝内及墩顶上的杂物彻底清除干净,从而保证伸缩缝能自由伸缩,梁与梁、梁与背墙之间的距离达到规范要求,且新浇混凝土与旧混凝土的接触面应进行凿毛处理,使新旧混凝土能充分结合。

整理预埋钢筋:按照设计图纸对歪倒变形钢筋扶正,对于预埋钢筋数量不足的部位进行补筋,方法是利用铺装层钢筋或吊装梁用钢筋代替预埋钢筋,或将所补筋与预埋钢筋从下部用钢筋焊接。

缝宽调节:若按施工温度计算的伸缩装置的预留缝宽与安装时的温度不符,应将缝宽按照设计图纸进行调整。安装时应考虑气温的变化,CQF型伸缩缝为整体安装,出厂时钢梁用U型卡焊接固定,如安装前现场计算的钢梁间绕宽与已固定好的缝宽有出入时,安装时还应切断U型卡,对伸缩装置缝宽进行调整。

钢筋调节及焊接:为保证加高处理后的预埋筋连接强度,可采用双面焊接,焊接长度保证钢筋5倍直径以上。安装过程中不要在型钢上任意施焊,以免型钢变形影响平整度,焊绕长度要满足规范要求。

混凝土施工:伸缩经过渡段为高标号混凝土,由于高速公路伸缩缝施工路线长,工作面多,常用罐车运输混凝土,这就要求混凝土既要达到设计强度又要具备良好的和易性,选择高效混凝土外掺剂是行之有效的方法。浇注混凝土前应将伸缩缝预留槽中杂质清理干净,旧混凝土面用清水润湿,也可以泼洒一层水泥浆。浇注过程中振捣要均匀充分,避免漏振,同时防止振捣棒破坏境塞泡沫海绵。如混凝土厚度超过规范要求,应分层浇注。浇注混凝土过程中采取防护措施,防止混凝土污染路面。混凝土终凝前适当时间进行拉毛处理。由于混凝土标号高,水泥用量大且夏季施工,水份蒸发快,养生对于保证混凝土质量非常关键。根据伸缩缝施工现场特点,选用洒水并用塑料薄膜覆盖进行养生,在养生期内(7d)每天补给水以保持水分充足,避免混凝土表面出现裂隙。

五、伸缩缝施工质量的控制

伸缩缝的质量控制因素除产品选型和伸缩量外，以下几点比较关键。

5.1伸缩装置的运输与堆放

伸缩装置在运输中轻装轻放，在工地堆放时应用枕木垫高离开地面30cm，层层堆放平稳，并用雨布覆盖，避免阳光直接爆晒，雨淋雨浸，防止变形。

5.2平整度的控制

为确保伸缩缝的平整度，采用先铺设桥面沥青面层后，再切缝清除伸缩缝的预留槽内沥青砼块等杂物；在安装伸缩缝和浇灌砼时，随时用3m直尺校正伸缩缝和砼的标高与两侧沥青面层一致，方可保证行车的平稳舒适。

5.3伸缩缝的安装

伸缩装置施工安装质量是保证伸缩缝使用效果和使用寿命关键环节，安装时必须做好以下几点：

5.3.1切缝到位以桥中心线为基准切缝到位，其切缝深度至少要达到桥梁梁体的新鲜砼，宽度根据桥面预留槽尺寸而定。挖除中间沥青部分，清扫槽内松动砼块和泥石等杂物，用水枪将槽内一切杂物冲洗干净，洒干后用吹风机吹净灰尘。

5.3.2调正钢筋调正预埋钢筋，原预埋数量不足必须增设钢筋。

5.3.3检查切缝槽情况检查其槽内是否切缝到位，杂物是否清除干净，核对两端梁、板与桥台间预留空间尺寸，预埋锚固钢筋是否与梁板、桥台可靠锚固。伸缩装置钢构件外观应光洁、平整、不允许变形扭曲，其长度方向的直线应满足1.5mm/m，全长应满足10mm/10m的要求。

5.3.4伸缩装置安装伸缩装置安装采用半幅施工法，安装前必须用足够的施工标志将车流与作业区

隔开。最好选择在+10℃～+20℃温度范围内焊接固定伸缩装置，浇筑其砼。安装时，伸缩装置的中心线与桥梁中心线重合，并使其顺缝向和垂直缝向顶面标高与设计标高相吻合后，按要求穿放横向联接水平钢筋，然后将伸缩装置的异型钢梁或桥台上预埋钢筋两侧同时焊牢，待达到已确定的温度时，割去黄颜色卡板与底部托板，使其能够自由伸缩，伸缩缝安装允许偏差见下表4：

伸缩缝安装允许偏差 表4

项 目 允许偏差

缝 宽 符合设计要求

与桥面高差 2mm

纵坡 大型 ±0.2%

一般 ±0.3%

横向平整度 用3m直尺量，不大于3mm

5.3.5浇筑砼浇筑砼前，在伸缩缝间隙处，应用泡沫塑料将其间隙填塞，防止浇筑砼时把间隙堵死，影响伸缩，然后安装必要的模板，在砼预留槽内根据设计要求分段浇筑砼，应特别注意大桥上大变位伸缩缝位移控制箱底板下砼的振捣密实。

5.4砼质量

5.4.1砼标号砼标号不少于设计C50，其配合比必须经驻地办监理试验室验证和批复，水泥应选用高标号52.5级水泥；碎石应采用反击式破碎机轧制；砂采用干净的中（粗）砂。砼必须采用强制式拌和机搅拌，颜色均匀一致。伸缩缝两边砼浇筑要与桥面沥青砼路面处于同一水平面上，并与路面横坡相符，要振捣密实，接头平面应平整，并与桥梁纵、横顶面相接平顺，现场检测平整度偏差＜2mm。

5.4.2砼养生伸缩缝砼浇筑后，要加强初期养生和管理，派专人管理，表面覆盖麻袋，经常洒水，保持其潮湿状态。两头摆设安全醒目标志，伸缩缝两头堆放障碍物不准车辆强行通行，待砼养生期满，达到设计强度后，对伸缩缝进行最后的检查和清理，清除异钢槽口内的泡沫和杂物后，装入橡胶嵌条，然后开放交通。

参考文献：

[1]桥梁设计与施工技术.人民交通出版社,2002

[2]公路桥梁施工技术规范 [JTJ041-2000,