淺談橋梁伸縮縫的改造施工

沈慶龍

（中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司,江西 九江 332000）

1 概述

伸縮裝置是橋梁結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件。由于氣溫變化、砼的收縮與徐變、橋面縱坡及行車制動力等因素的影響，將會引起橋梁長度的改變，因而需要在梁端或適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b伸縮裝置。但由于橋面伸縮縫設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位，直接承受車輛反復(fù)荷載的作用，又多暴露于大自然中，受到各種自然因素的影響，因此，伸縮縫易損壞、難修補，經(jīng)常發(fā)生各種不同程度的破壞。為確保橋梁伸縮縫發(fā)揮其正常功能，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和行車舒適性，必須經(jīng)常維修保養(yǎng)。

1 橋梁伸縮縫概述

橋梁伸縮縫是指為適應(yīng)材料脹縮變形需要而在橋梁上部結(jié)構(gòu)中設(shè)置的間隙。為使車輛平穩(wěn)通過橋面，在橋梁伸縮縫處設(shè)置的由橡膠和鋼材等構(gòu)件組成的各種裝置稱為伸縮縫裝置。當(dāng)前，對于橋梁伸縮縫一般有對接式、鋼制支承式、組合剪切式(板式)、模數(shù)支承式以及彈性裝置。①對接式伸縮縫。對接式伸縮縫裝置，更具其構(gòu)造形式和受力特點的不同，可分為填塞對接型和嵌固對接型兩種。填塞對接型伸縮裝置是以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙，伸縮體在任何情況下都處于受壓狀態(tài)。該類伸縮裝置一般用于伸縮量在40mm以下的常規(guī)橋梁工程上，但目前已不多見。嵌固式對接伸縮縫裝置利用不同形態(tài)的鋼構(gòu)件將不同形狀的橡膠條(帶)嵌牢固定，并以橡膠條(帶)的拉壓變形來吸收梁體的變形，其伸縮體可以處于受壓狀態(tài)。也可以處于受拉狀態(tài)。②鋼制支承式伸縮裝置。當(dāng)橋梁的伸縮變形量超過50mm時，常采用鋼質(zhì)伸縮裝置。該伸縮裝置當(dāng)車輛駛過時往往由于梁端轉(zhuǎn)動或撓曲變形而產(chǎn)生拍擊作用，噪聲大，而且容易使結(jié)構(gòu)損壞。因此，需采用設(shè)有螺栓彈簧的裝置來固定滑動鋼板，以減少拍擊和噪聲，該伸縮縫的構(gòu)造相對復(fù)雜。③組合剪切式(板式)橡膠伸縮裝置。該裝置是利用各種不同斷面形狀的橡膠帶作為填嵌材料的伸縮裝置。由于橡膠富有彈性，易于粘貼，又能滿足變形要求且具備防水功能。因此，目前在國內(nèi)、外橋梁工程中已獲得廣泛應(yīng)用。④模數(shù)支承式伸縮裝置。板式橡膠制品這一類伸縮裝置，很難滿足大位移量的要求；鋼制型的伸縮裝置，很難做到密封不透水，而且容易造成對車輛的沖擊，影響車輛的行駛性。因此，出現(xiàn)了利用吸震緩沖性能好又容易做到密封的橡膠材料，與強度高性能好的異型鋼材組合的，在大位移量情況下能承受車輛荷載的各類型模數(shù)支承式(模數(shù)式)橋梁伸縮裝置系列。⑤彈性體伸縮裝置。彈性體伸縮裝置分為鋅鐵皮伸縮縫和TST碎石彈性伸縮縫，彈性體伸縮裝置是一種簡易的伸縮縫裝置，對于中小跨徑的橋梁，當(dāng)伸縮量在20mm-40mm以內(nèi)時可以采用TST碎石彈性伸縮縫裝置，是將特制的彈塑性材料TST加熱熔化后，灌入經(jīng)過清洗加熱的碎石中，即形成了TST碎石彈性伸縮縫，碎石用以支持車輛荷載，TST彈塑性體在一25℃～60℃條件下能夠滿足伸縮量的要求。

2 伸縮縫的施工準(zhǔn)備

2.1 橋面

為保證施工控制簡單又能達(dá)到高質(zhì)量，現(xiàn)今伸縮縫的施工都在橋面黑色鋪裝連續(xù)攤鋪完成以后進(jìn)行。如果先施工伸縮縫，橋面黑色鋪裝的攤鋪作業(yè)不能連續(xù)進(jìn)行，攤鋪機在伸縮縫兩側(cè)都得進(jìn)行調(diào)整，而對于斜橋，根本無法進(jìn)行調(diào)整，必須手工作業(yè)，很難達(dá)到要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

(1)在攤鋪黑色鋪裝以前，對梁端縫隙進(jìn)行填塞，防止瀝青混合料在攤鋪和碾壓時塌落；(2)在伸縮縫寬度范圍內(nèi)，梁頂面作好隔離層，便于黑色鋪裝的鑿除；(3)橋面黑色鋪裝完成以后，按圖紙精確定位放出伸縮縫兩邊線；(4)使用無齒鋸，沿兩邊線切割瀝青混凝土橋面鋪裝并鑿除，要求切縫整齊，順直平行，間距相等，立面垂直，不得彎曲、折線和啃邊掉角現(xiàn)象發(fā)生；(5)清除梁端填塞物和隔離層，將橋面混凝土鑿毛，并清理干凈。

2.2 伸縮縫

(1)檢查伸縮縫的質(zhì)量和出廠合格證，伸縮縫不得產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)等變形；(2)按生產(chǎn)廠家要求的方法裝卸、放置和運輸，不得因運輸產(chǎn)生損壞和變形；(3)橡膠止水帶應(yīng)用天然橡膠不能用再生原料制作，性能符合要求，斷面均勻，外觀無缺陷。

2.3 水泥混凝土

(1)必須采用優(yōu)質(zhì)普通硅酸鹽水泥、優(yōu)質(zhì)骨料，并進(jìn)行各項指標(biāo)試驗，合格后才能使用；(2)認(rèn)真作好混凝土配合設(shè)計，一般情況下混凝土強度要比梁體高一個等級；(3)交通量大和重載車多的情況下，水泥混凝土可摻入適量的聚丙烯纖維，以提高其耐久性。

2.4 安裝定位值

大氣溫度不斷變化，梁長也跟著不斷伸長和縮短。因此，安裝時的不同氣溫伸縮縫的寬度也隨之發(fā)生變化，即安裝定位值是不一樣的。安裝定位值必須滿足，在最高氣溫時伸縮縫還剩有最小的工作寬度和一定的富裕，而在最低氣溫時不能超過行車要求的最大縫寬，所以根據(jù)安裝氣溫確定安裝定位值。

對于橡膠伸縮縫，定位值是兩排固定螺栓的間距，其重要性更大，如果安裝定位值不準(zhǔn)，不是造成高溫過分壓縮而凸起，就是低溫過分拉伸，使其壽命大大降低。

對于模數(shù)式伸縮縫，由于運輸?shù)男枰淇p寬已被固定在某一氣溫(℃)的定位值上，如安裝氣溫與出廠固定縫寬的相應(yīng)氣溫不同，則定位值必須根據(jù)安裝時的氣溫作出調(diào)整，按說明書的規(guī)定或按設(shè)計給出的縫寬與安裝溫度關(guān)系圖表確定。

至于安裝時的大氣溫度應(yīng)按當(dāng)時的5日平均氣溫為準(zhǔn)，故要作好氣溫的觀測。

2.5 封閉交通

橋梁伸縮縫施工路段，必須設(shè)立醒目的禁行標(biāo)志作好交通封閉，管制好通行車輛，嚴(yán)禁在施工路幅通行，以確保施工安全和伸縮縫的質(zhì)量。

3 伸縮縫施工質(zhì)量控制

3.1 安裝前的檢查與準(zhǔn)備工作

檢查伸縮裝置鋼構(gòu)件，其外觀應(yīng)光潔、平整、不允許變形扭曲，其長度方向的直線應(yīng)滿足1.5mm/m，全長應(yīng)滿足10mm/10 m的要求；伸縮裝置在運輸中輕裝輕放(吊裝時應(yīng)按照出廠標(biāo)明的吊裝位置起吊)，在工地堆放時枕木墊高離地30M，并用雨布履蓋，防止變形；橋面中心線為基準(zhǔn)切縫到位，取出損壞伸縮裝置并保證其切縫深度≥380mm，寬度每測≥450 mm，清掃槽內(nèi)松動砼塊和泥石等雜物，并用水槍沖洗干凈；依照伸縮縫位移控制箱的位置切割礙事鋼筋，但不可齊根切斷，以備將來塔接。

3.2 伸縮量的計算與控制

安裝時的伸縮量須根據(jù)具體橋梁及實際施工氣溫計算確定，在最接近設(shè)計要求的溫度情況下則需切斷出廠時預(yù)先設(shè)定的門，根據(jù)當(dāng)?shù)匕惭b時的實際溫度，用千斤頂開縫器適當(dāng)打開或壓縮伸縮縫寬度 (允許偏差±2mm)，然后再焊接牢固，以期達(dá)到伸縮縫寬度與實際溫度所要求的伸縮縫寬度相一致。

3.3 伸縮縫標(biāo)高及縱橫坡控制

施工時定制的長1.2m的定位角鋼，每間隔2m固定于伸縮縫頂面。定位角鋼兩端用螺栓頂貼瀝青路面，通過螺栓進(jìn)退來凋節(jié)伸縮縫的標(biāo)高，用3mm不銹鋼檢測直尺測定，使伸縮縫頂面與兩側(cè)瀝青路面處同一平面內(nèi)，并其縱坡、橫坡與路面相符。

3.4 伸縮裝置安裝

伸縮裝置安裝采用半幅施工法，安裝前必須用足夠的施工標(biāo)志牌將車流與作業(yè)區(qū)隔開。最好選擇在+100C～+200C溫度范圍內(nèi)焊接固定伸縮裝置，澆筑其砼。安裝時，注意伸縮縫的中心線與橋梁結(jié)構(gòu)縫的中心線在同一條線上，并使其順縫向和垂直縫向頂面標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高相吻合后，按要求穿放橫向聯(lián)接水平鋼筋，然后用①32的鋼筋焊接在位移箱緊靠邊梁的兩側(cè)，以防止伸縮縫本身自重產(chǎn)生撓度，同時將伸縮縫的錨固裝置焊接在預(yù)埋鋼筋上，每隔1.5～2 m一個焊點，保證抄平后的伸縮縫不再發(fā)生移動即可。

3.5 澆筑砼

澆筑砼前在伸縮縫間隔處，應(yīng)用泡沫塑料將其間填塞，防上澆注混凝土把間隙堵死，影響伸縮，然后安裝必要的模板。在砼預(yù)留槽內(nèi)根據(jù)設(shè)計要求分段澆筑砼，應(yīng)特別注意位移控制箱底板下砼的振搗密實。

4 結(jié)束語

伸縮縫施工往往在竣工通車前進(jìn)行，工期很短，不得不以進(jìn)度控制為主，忽視了混凝土的養(yǎng)生，混凝土沒有達(dá)到設(shè)計強度就提前開放交通，常常造成伸縮縫早期損壞。所以，伸縮縫的安裝必須有合理的施工周期，才能確保施工質(zhì)量，這一點是不能忽視的。其次伸縮縫不是一勞永逸的，要及時進(jìn)行維修保養(yǎng)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)損壞就要立即進(jìn)行修復(fù)，不能等到保養(yǎng)周期或一并修復(fù)，這樣必須導(dǎo)致伸縮縫更大的破壞。

[1]周國鈞等.混凝土工程裂縫調(diào)查及外強加固技術(shù)規(guī)程[M].北京：地震出版社，1992.