宋繼增
(河北廣通路橋工程有限公司,河北 邯鄲 056001)
橋梁伸縮裝置是橋梁整體結構之中主要承受車輛通行產生的動荷載反復沖擊的構件,并且伸縮裝置長期裸露在外,受到自然條件的侵蝕,是橋梁結構部件中最易受到環境侵蝕并且又難以進行修復的結構。我國橋梁伸縮裝置多種多樣,其性能如同橋梁的其他結構部件一樣,隨著我國施工和生產技術的提高,在進一步提高和改善。
橋梁伸縮裝置是橋梁結構的一個重要組成部分,在車輛沖擊的動荷載下進行工作,因此伸縮裝置的抗擊動荷載的可靠性能是其最重要的保證。在橋梁工作過程中,伸縮裝置不但要適應溫度變化對其的影響,還要受到混凝土徐變、橋梁端部旋轉和梁撓度改變導致結構變化的影響。因此這也是伸縮裝置在橋梁結構中最容易發生破壞的原因。
現代版的橋梁伸縮裝置于九十年代研制成功并且投入實際工程。我國橋梁架設中使用到的伸縮裝置主要有以下五種:對接式、鋼制式、橡膠式、模數式和無縫式伸縮裝置。在橋梁的設計施工和養護過程中,任何一個環節的處理出現問題,都會對橋梁伸縮裝置的使用壽命和質量產生影響。因此橋梁伸縮裝置的基本要求主要有以下幾點:a)必須要能夠適應橋梁在施工和運營期間的各種溫度的改變;b)能夠保證在橋梁產生撓度時適當進行自身調整;c)要有良好的適應性、高強度和耐久性;d)有良好的排水性能和防水的性能;e)具有能夠保證車輛暢通行駛的構造,構造必須簡單,能夠有利于施工和后期養護。
公路橋梁的結構形式有梁式橋(包括簡支梁、連續梁、板橋、T性鋼構和連續鋼構等 )、斜拉橋、拱橋和懸索橋等,按材料可分為混凝土橋和鋼結構橋兩大類。伸縮裝置已經能夠應用于各個類型的橋梁,但是從施工和后期養護的角度來看,大部分鋼結構橋梁主要應用的是鋼材結構伸縮裝置。鋼制支承式伸縮裝置的形狀 、尺寸和種類繁多,主要是面層形成鋸齒形,能夠通過鋸齒和橋梁結構左右伸出的鋸齒形橋面吻合。本文以鋼梳齒板型伸縮裝置在鋼結構橋梁中的施工方法為典型例子,簡要說明橋梁伸縮裝置在橋梁建設施工中的安裝過程。
相關調查數據顯示,橋梁伸縮裝置發生破壞主要和橋梁結構中錨固系統有關,一旦橋梁在設計或施工中導致錨固結構不能夠符合相關設計要求,不但容易影響結構,也會破壞伸縮裝置。錨固結構的高程在施工過程中難以很好地控制,并且后期運營中由于車輛運營的沖擊很容易遭到破壞。由此看來,在橋梁施工過程中錨固系統對于伸縮裝置非常重要。有的鋼梳齒型橋梁伸縮裝置將橡膠填塞于各個鋸齒之間,從而起到良好的防水效果,但是相關觀測數據顯示,大多數填塞橡膠的伸縮裝置在車輛反復動荷載沖擊之下都會發生鋸齒根部和錨固區域的破壞,并且橋端由于荷載的沖擊發生旋轉,使鋸齒上翹,從而使鋸齒處于最不利的狀態。在橋梁的設計過程中必須要充分考慮到這種情況。
橋梁結構的平整情況是公路工程質量測評中一個非常重要的質量指標。橋梁伸縮裝置是影響橋梁結構平整度的主要結構,一旦在施工中不能夠很好地把握施工程序,將會嚴重影響橋梁的平整度。特別是在橋梁的3m范圍內,伸縮裝置的標高和橋梁鋪裝層的標高發生誤差時,將會影響行車的舒適程度,這種現象在高速公路上表現尤其嚴重,并且非常容易導致橋梁伸縮裝置發生破壞。因此,遵照伸縮裝置的施工程序并謹慎施工是橋梁伸縮裝置成功安裝的重要保證。
橋梁伸縮裝置施工工藝如下: a)用切割機切除橋面鋪裝;b)清除橋面鋪裝及縫內填充物;c)清理預留槽并整理預埋鋼筋;d)將伸縮裝置整體放入預留槽內并用定位支架控制好標高;e)將伸縮裝置的錨固鋼筋與梁體內的預埋鋼筋牢固焊接在一起;f)澆筑伸縮裝置連接部分的混凝土;g)待連接部分的混凝土初凝后拆除定位支架,安裝好防水密封橡膠帶;h)覆布灑水養生,待伸縮裝置兩側混凝土強度滿足設計要求后,方可開放交通。
在伸縮裝置的施工過程中應該對伸縮裝置進行細致的檢查,防止鋸齒結構發生不平整甚至扭曲變形的情況。安裝過程中必須要將伸縮裝置固定在定位角之后才能進行施工,從而保證施工的精準程度。要控制好各個鋸齒之間的間距,保證鋸齒之間的橫向間距不小于5mm。伸縮構件固定完畢后才能進行樹脂混凝土澆筑,以保證錨固系統發揮其應有的作用。為保證錨固牢固可靠,必須在施工中安裝連接鋼筋或者鋼筋網。該程序雖然會給樹脂混凝土的澆筑帶來一定不便,但是必不可少。混凝土澆筑必須認真仔細,特別是要搗實角落處的混凝土,不能存在空洞。對于結構比較小的伸縮裝置,從后期養護考慮,一般不會設定排水結構,但是養護單位必須進行定期的排水和清掃工作,同時要及時清除伸縮裝置內的灰塵和石塊。
對于性能同樣優良的伸縮裝置,其施工安裝質量會因相關管理體制不同而不同,從而導致使用效果、耐久性和經濟效應產生明顯差別,這說明良好的伸縮裝置施工管理體制是保證伸縮裝置安裝質量和使用效果的一個關鍵環節;從宏觀上把握好整個項目的同時,也要注意把握好每一個細節。
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