公路橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用

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摘要：對(duì)于公路橋梁，伸縮縫是橋梁整個(gè)結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性的重要組成部分。主要功能是通過(guò)適應(yīng)外部溫度，載荷和其他因素引起的較小的垂直和水平位移以及角度變化，幫助橋梁保持整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果伸縮縫的設(shè)計(jì)不合理或質(zhì)量控制不佳，不僅會(huì)直接影響車(chē)輛行駛的舒適性，而且也無(wú)助于車(chē)輛的安全。如果外部環(huán)境溫度差異較大，則可能使橋梁結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮。隨著時(shí)間的流逝，相對(duì)較大的內(nèi)部應(yīng)力會(huì)使橋梁的路面和接縫處破裂，從而縮短橋梁的使用壽命，并對(duì)橋梁造成結(jié)構(gòu)破壞。因此，在公路橋梁工程中，要重點(diǎn)著眼于伸縮縫的施工，從材料、縱剪、安裝、焊接、澆注等方面嚴(yán)格控制伸縮縫的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；伸縮縫；施工技術(shù)

公路橋梁是居民出行必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，履行著公共交通的重要使命。只有完善的公路橋梁體系，才能保證進(jìn)出口貿(mào)易的穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)交流和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其次，在第三產(chǎn)業(yè)中起著重要作用的旅游業(yè)發(fā)展依賴(lài)于道路和橋梁的支持。眾所周知，旅游業(yè)是國(guó)家大力倡導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)，旅游業(yè)經(jīng)濟(jì)收益可觀，污染少，并提供許多就業(yè)崗位以促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，并以最低的成本獲得最大的利潤(rùn)。但是，許多邊遠(yuǎn)地區(qū)自然風(fēng)光秀麗，交通不便，不吸引游客，旅游業(yè)也無(wú)法發(fā)展。最后，城市結(jié)構(gòu)布局和花園設(shè)計(jì)也不能與公路和橋梁建設(shè)分開(kāi)。因此，公路和橋梁成為城市交通的基礎(chǔ)，并可以為其他基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目提供基本保證，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1高速公路橋梁伸縮縫的作用

目前，在我國(guó)建造公路橋梁時(shí)，通常使用混凝土，并且混凝土?xí)跍囟茸兓蛪毫d荷等因素的影響下逐漸變形，如果變形太大，會(huì)影響橋梁的正常運(yùn)行。建設(shè)新的接頭可以大大提高性能，有效緩解車(chē)輛載荷和環(huán)境氣候因素引起的橋面變形問(wèn)題，有效地保證了車(chē)輛在橋上的安全行駛。中國(guó)公路橋梁的伸縮縫一般分為四類(lèi)：對(duì)接伸縮縫，鋼支撐伸縮縫，組合式支撐伸縮縫和板式伸縮縫。其中，對(duì)接伸縮縫被廣泛使用，鋼支撐伸縮縫是具有高強(qiáng)度特性的公路常用的類(lèi)型，用于模量支撐伸縮縫的原料主要是特殊形狀的鋼和橡膠?！皠偠群腿犴g性”的顯著特征可以有效地提高公路橋梁的承載能力。板式伸縮縫和模塊化支撐伸縮縫的功能特性幾乎相同，但模塊化支撐伸縮縫的剛度在橫向上反映出來(lái)。平板類(lèi)型垂直顯示。

2裂縫的原因

就承載力而言，裂縫可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。如果裂縫寬度小于0.3mm，則鋼筋混凝土不會(huì)由于混凝土裂縫而腐蝕。但是，如果裂縫寬度超過(guò)限制，則橋梁的耐久性和承載能力將減弱。（1）結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。結(jié)構(gòu)性裂紋是由于零件的承載力降低而產(chǎn)生的，某些橋梁中的垂直裂紋是結(jié)構(gòu)性裂紋。該裂紋位于主梁腹板的中間跨度，是彎曲裂紋。結(jié)構(gòu)裂縫的原因主要包括施工因素和后續(xù)的操作因素。由于不規(guī)范的施工工作、不適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力、澆筑粗糙和其他因素，梁的強(qiáng)度不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。過(guò)多的交通承載量和較重的車(chē)輛會(huì)在以后的使用過(guò)程中引起彎曲裂紋。（2）非結(jié)構(gòu)性開(kāi)裂。非結(jié)構(gòu)性開(kāi)裂是指由于自身變形和外部環(huán)境因素的影響而發(fā)生的自適應(yīng)開(kāi)裂。這種類(lèi)型的裂紋通常不影響零件的保持能力。在材料方面，混凝土中堿集料的反應(yīng)會(huì)引起混凝土收縮和開(kāi)裂。不合適的結(jié)構(gòu)、過(guò)多的水灰比會(huì)導(dǎo)致收縮裂紋與振動(dòng)不足，模板的過(guò)早移除會(huì)導(dǎo)致塑性裂紋的產(chǎn)生。由環(huán)境因素引起的裂縫包括：外部溫度應(yīng)力下因收縮和膨脹引起的溫度裂縫，大量水化混凝土的熱釋放，由于內(nèi)部和外部溫差大而引起的溫度裂縫、混凝土碳化、氯離子侵入、凍融循環(huán)、鹽腐蝕等。由凍融和鹽分侵蝕引起的腿部裂縫更為常見(jiàn)。中空平板橋箱中積水的原因是：由于最初的不當(dāng)施工，橋的頂部出現(xiàn)了裂縫；在運(yùn)輸使用過(guò)程中不注重維護(hù)保養(yǎng)，導(dǎo)致裂縫滲透到大梁中；橋中的水通過(guò)橋主體上部的裂縫滲透到空心板中，并且當(dāng)外部溫度較低時(shí)，梁體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大范圍的裂縫。

3公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)

3.1施工開(kāi)始前的準(zhǔn)備

首先，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并保持良好的質(zhì)量，通常情況下，在橋面板上鋪設(shè)土工織物層并開(kāi)始施工。其次，檢查伸縮縫的質(zhì)量，在開(kāi)始施工之前，伸縮縫的剛體不得扭曲或彎曲，以免影響橋梁的整體質(zhì)量。最后，檢查施工中使用的錨固混凝土。橋梁施工對(duì)混凝土的要求較高，因此有必要使用優(yōu)質(zhì)骨料和優(yōu)質(zhì)水泥，添加適量的鋼纖維，同時(shí)檢查混凝土質(zhì)量，以確保混凝土強(qiáng)度不低于橫梁。另外，由于在不同溫度下的定位值不同，因此在安裝過(guò)程中必須考慮天氣因素，并且當(dāng)伸縮縫和最小工作寬度處于最高溫度時(shí)需要一定的空間，在最低溫度條件下，不能超過(guò)操作所需的最大間隔。

3.2波紋鋼板無(wú)縫橡膠伸縮縫技術(shù)

波紋鋼板的無(wú)縫橡膠伸縮縫包括對(duì)稱(chēng)地布置的第一和第二補(bǔ)件，并且彼此相鄰的第一和第二梁的梁端保留用于相應(yīng)的安裝凹槽區(qū)域。將預(yù)埋鋼板放置在該區(qū)域中，并將新組件也安裝在插槽區(qū)域中。拉伸組件包括上部波紋鋼板、內(nèi)部橡膠、增強(qiáng)鋼板、下部波紋鋼板、地腳螺栓和PTFE滑動(dòng)板。水平布置幾個(gè)加固鋼板。在橡膠內(nèi)部，上部波紋鋼板埋入內(nèi)部橡膠的上表面，下部波紋鋼板埋入內(nèi)部橡膠的下表面，并且PTFE滑板安裝在埋入鋼板和下部波紋鋼板上部的安裝槽中。彈性件的兩端分別通過(guò)地腳螺栓連接到第一和第二橫梁，并采用波紋鋼板代替部分的結(jié)構(gòu)接頭以進(jìn)行橋梁的伸縮，從而使行駛舒適穩(wěn)定，避免橫梁端部的填充，且易于維護(hù)和清潔。

3.3加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理

首先是縱切。在開(kāi)槽的過(guò)程中，施工單位必須首先仔細(xì)檢查高速公路的混凝土路面之間接縫處的平整度。避免橋頭跳動(dòng)或下沉，并確保路面和橋面連接的平整度。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際維護(hù)情況，在橋梁伸縮縫錨固區(qū)域進(jìn)行放樣、拉絲和切割作業(yè)。然后使用氣動(dòng)鎬或液壓工作站將混凝土從錨固區(qū)域移除，并拆除損壞的膨脹裝置，以確保膨脹縫的錨固桿可以連接至橋面板的內(nèi)置鋼筋和橋臺(tái)的后部，以確保橫梁與平板伸縮之間的間隙符合設(shè)計(jì)要求。其次是安裝。在安裝和施工之前，必須先清洗儲(chǔ)罐中的雜物，然后用起重機(jī)將膨脹節(jié)的三個(gè)點(diǎn)提起，并采取保護(hù)措施以防止鋼制主體在提起過(guò)程中變形。此外，有必要及時(shí)調(diào)整伸縮縫的中心線(xiàn)以匹配梁伸縮縫的中心線(xiàn)，然后調(diào)整伸縮縫的位置，以嚴(yán)格控制路面與型鋼上表面之間的高度差。通常在這種情況下，應(yīng)將其控制在2.0mm之內(nèi)。在安裝階段，可以使用諸如塞尺和直尺之類(lèi)的工具來(lái)避免由路面和型鋼之間的高度差引起的車(chē)輛跳動(dòng)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)檢查和確認(rèn)后，找到了型鋼并使用分點(diǎn)焊對(duì)型鋼進(jìn)行加固。通過(guò)自上而下的焊接方法控制焊接長(zhǎng)度，焊接長(zhǎng)度為5-6cm。禁止在安裝過(guò)程中處理嵌入式鋼筋，請(qǐng)勿在沒(méi)有安裝嵌入式鋼筋的地方種植鋼筋。在施工過(guò)程中，使用橋梁加固法，并采用包埋法焊接交叉加固。最后是維護(hù)鏈接。維護(hù)環(huán)節(jié)是公路橋梁伸縮縫維護(hù)最后也是最重要的環(huán)節(jié)。在此過(guò)程中，員工必須定期檢查各種組件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并維護(hù)存在或隱藏的不安全要素。

3.4橋面開(kāi)槽

（1）建造公路橋梁的瀝青混凝土路面通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，可以根據(jù)圖紙要求將新縫降低到橋面板上，并確定標(biāo)記出縫隙寬度。操作員可以使用專(zhuān)用切刀在標(biāo)記處切縫。由于在切割過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的石粉，因此可以使用預(yù)先準(zhǔn)備好的塑料板覆蓋切割縫以外的表層并用膠帶固定，以免污染周?chē)臑r青混凝土表層。除了在施工過(guò)程中確保整齊的切口和接縫，還需要進(jìn)行徹底的切割，這是工作時(shí)要注意的細(xì)節(jié)。（2）開(kāi)槽期間，將去除凹槽中所有的瀝青混凝土，并用高壓水槍沖洗從水箱中浮起的灰塵和碎屑。施工人員不能踩在凹槽的任何一側(cè)。同時(shí)，開(kāi)槽期間產(chǎn)生的所有廢物必須及時(shí)運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)，以防止污染周?chē)h(huán)境。

3.5安裝伸縮裝置

在公路橋梁新縫施工中，新設(shè)備的安裝是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體實(shí)施要點(diǎn)如下。（1）在安裝伸縮裝置時(shí)，請(qǐng)確保伸縮裝置的安裝寬度滿(mǎn)足圖紙規(guī)定的要求，并在產(chǎn)品制造商提供的固定裝置控制下進(jìn)行安裝。同時(shí)，在安裝擴(kuò)展單元時(shí)，請(qǐng)確保現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度為5-20℃。放置擴(kuò)展單元時(shí)，寬度誤差應(yīng)控制在2.0mm之內(nèi)，并且擴(kuò)展接縫中不應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)正負(fù)誤差。（2）由于膨脹裝置型鋼的膨脹間隙與安裝溫度密切相關(guān)，因此，如果在安裝時(shí)的膨脹公差足夠大，則可以適當(dāng)?shù)販p小該間隙。如果使用80型伸縮裝置，則溫度為20℃時(shí)可以將間隙調(diào)整為20mm，溫度低于20℃時(shí)可以適當(dāng)增大間隙，溫度高于20℃時(shí)可以適當(dāng)減小間隙。（3）安裝伸縮裝置時(shí)，必須確保裝置的中心線(xiàn)與光束末端重合。如果項(xiàng)目中使用的伸縮設(shè)備比較長(zhǎng)，則必須逐節(jié)移動(dòng)。當(dāng)伸縮裝置到達(dá)接合位置時(shí)，必須確保兩個(gè)伸縮裝置處于同一水平并且接頭緊密連接，可以被拉直和連接。（4）安裝伸縮裝置時(shí)必須嚴(yán)格控制高度。定位角鋼可用于使設(shè)備的頂部表面比兩側(cè)的瀝青混凝土表面略低，并通過(guò)調(diào)節(jié)伸縮設(shè)備的縱向筆直度使其光滑，如果伸縮縫的高度和平直度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則可以暫時(shí)固定設(shè)備。具體工作點(diǎn)如下：將錨固設(shè)備連接到擴(kuò)展單元的側(cè)梁，將內(nèi)置鋼筋從橋?qū)挼囊欢撕附拥搅硪欢耍⒃趦蓚?cè)使用對(duì)稱(chēng)焊接的方法以使擴(kuò)展單元處于水平狀態(tài)。如果發(fā)生位移，則需要特別注意一端，以避免膨脹裝置變形。（5）如果伸縮裝置是暫時(shí)固定的，則操作人員重新測(cè)量裝置的高度以查看是否有任何偏差，同時(shí)對(duì)伸縮裝置進(jìn)行全面檢查，如果沒(méi)有變形，則檢查是否沒(méi)有問(wèn)題，然后兩端將錨固鋼筋和內(nèi)置鋼筋緊密焊接到鋼梁中。焊接點(diǎn)與型鋼之間的距離應(yīng)控制在不小于5.0cm，以有效防止型鋼變形。在焊接和固定過(guò)程中，操作員必須使用3m直尺測(cè)試型鋼的平整度，以確保平整度滿(mǎn)足指定要求。牢固焊接膨脹裝置后，必須及時(shí)拆除臨時(shí)固定裝置和定位角鋼，以使裝置能夠自由膨脹和收縮。（6）在伸縮裝置的固定焊接中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生內(nèi)置鋼筋與鋼錨固件不匹配的情況，為了解決該問(wèn)題，可以采用以下方法來(lái)解決。伸縮裝置在梁之間是剛性的。連接位置的焊接長(zhǎng)度應(yīng)至少為10cm，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，通過(guò)淺接觸進(jìn)行連接確保焊接質(zhì)量，無(wú)焊接漏斗和漏焊等缺陷。

4結(jié)束語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，為了有效提高橋梁工程新縫的施工質(zhì)量，合理選擇施工設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)對(duì)于整個(gè)施工過(guò)程的管理，提高施工人員的新縫施工水平，需要確保接縫施工標(biāo)準(zhǔn)和施工要求，以確保整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的安全，促進(jìn)中國(guó)運(yùn)輸業(yè)的健康發(fā)展。

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作者：毛詩(shī)魁 單位：甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司