關于橋梁伸縮縫土工布嵌入防堵塞裝置的探索

武美萍

（山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030006）

1 概述

伸縮縫作為高速公路橋梁設施的重要組成部分，主要用于協調自然因素引起的橋梁端部的轉動和縱向位移、伸縮自由，可以保證車輛行駛通過時比較平順，并且無突跳感及比較小的噪聲。要保證伸縮縫工作狀態良好，就需要保證橋梁伸縮縫內部無污物、無泥土等，及時對橋梁伸縮縫進行科學的檢查維護。

某養護工區所轄路段主線有伸縮縫88道（發生過堵塞的共31道69次，堵塞情況頻繁，主要為泥土+砂子+鐵銷），為確保其正常運行，按照公司規定每月對其進行1次清理（單獨清理1道伸縮縫的平均總作業時間為81 min，封路時間較長，見表1。清理1道伸縮縫平均費用為75元，清理88道伸縮縫1次費用為6 600元，清理伸縮縫費用較高，見表2）；由于車流量逐年增加，拉拋灑物車輛較多，伸縮縫容易堵塞，清理伸縮縫封路作業時間長容易堵車，而且對過往車輛及作業人員存在較大的安全風險，清理費用較高，并且工作效率較低，很大程度上浪費人力、財力；且要封閉兩個車道作業時容易形成“瓶頸現象”，這成為工區目前首要解決的問題。

表1 伸縮縫清理時間測算表 min

表2 伸縮縫清理費用統計表

為了減少橋梁伸縮縫裝置本身的養護帶來的問題，公司把“如何能防止拋灑物掉進橋梁伸縮縫，消除現存的弊端”作為“節能創效”的課題來研究。通過對市場調查發現：市場并沒有相關安裝橋梁伸縮縫防堵塞裝置，只能通過自己實際情況進行研發，提出了3個方案并進行比較。

1.1 方案一 搭接板式裝置

a）吸震性能上 車輛行駛過程有顛簸感；

b）整體比較美觀；

c）是否脫落 鐵屑、鐵釘等也沒有被輪胎碾壓而嵌入；但有掉入砂子、石子現象，吸震性能差，存在脫落問題。

1.2 方案二 橡膠條植入裝置

a）吸震性能上 車輛行駛過程無顛簸感；

b）整體比較美觀；

c）是否脫落 能有效避免砂子、石子的掉入，但會有鐵屑、鐵釘等被輪胎碾壓而嵌入，吸震性能好，外觀美，但容易脫落。

1.3 方案三 土工布嵌入裝置

a）吸震性能上 車輛行駛過程無顛簸感；

b）整體比較美觀；

c）是否脫落 不脫落。

3項指標上能滿足要求，最終選擇用了土工布嵌入裝置，而且費用上來說也是相對低的（見表3）。

表3 各方案1道伸縮縫費用比較表 元

2 適用范圍

適用于公路大、中、小橋梁伸縮縫防堵塞的施工。

3 工藝原理

通過對U型卡槽制作，將EPS苯板壓入U型卡槽內，制作成土工布嵌入裝置，然后將其與伸縮縫緊密吻合，用瀝青密封膠灌封，24 h后方能使用，該裝置能有效避免拋灑物等落入其內，使伸縮縫清理次數由原來每月1次降為0次。

4 材料與設備

為保證工程質量和外觀美觀，對施工中的主要材料、設備等進行了嚴格的控制，具體如下。

4.1 采用主要材料

a）彩花鐵皮 厚度為0.000 8 m，1塊鐵皮面積為2 m2，易折，回彈能力好，彎曲180°后，板基無龜裂、斷裂。

b）EPS苯板 該材料質輕、彈性好，方便加工，玻璃纖維，氣泡狀，柔韌，平均抗壓強度0.8 MPa，方便拆剪。

c）密封膠 選用高速公路灌縫專用膠，該材料耐氣候變化影響，標準黏度C25.315-42S，與礦料的黏附性、裹覆面積大于等于2/3，雖成本高，但黏性好，不脫落。

4.2 施工人員、設備的配制

應滿足施工的需求。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

施工放樣→制作U型槽→苯板的加工處理→組U型槽與苯板一體→對橋梁安裝→對安裝好的土工布嵌入裝置進行現場測試。

5.2 施工操作要點

5.2.1 調查研究繪制伸縮縫堵塞裝置設計圖（見圖1）

5.2.2 U型卡槽及苯板制作過程

5.2.2.1 制作U型槽

U型槽兩側面高度均為4 cm，上下寬度根據橋梁伸縮縫寬度確定，按設計圖紙進行剪切，精確度以mm控制（見圖2）。

圖1 伸縮縫堵塞裝置設計圖（單位：cm）

圖2 U型槽設計圖（單位：cm）

5.2.2.2 苯板的選擇

苯板寬度根據U型槽寬度確定，高度為5 cm，表面平整（要求四面平整度為100%）、光滑、無凹凸、無傷痕等（見圖3）。

圖3 苯板拆剪

將苯板壓入U型槽內，使其緊密相扣，填滿整個U型槽內，目視無縫隙，苯板要比U型槽高1 cm(見圖 4)。

圖4 U型槽與苯板一體

5.2.3 現場安裝

將制作好的U型卡槽、苯板一體裝置裝入到伸縮縫處的縫隙處，使其緊密扣合，用溶解的密封膠灌封嵌入伸縮縫的U型裝置，并對其平整度進行檢測。檢測平整度在±3 mm標準范圍，合格率就達到了 100%（ 見圖 5）。

圖5 現場灌密封膠

5.2.4 現場測試

某養護工區專門成立了5人的檢測小組，先后12次對某橋梁伸縮縫安裝防堵塞裝置后的情況進行跟蹤觀察結果為：

a） 平整度 檢測為1.5 mm、2 mm、2 mm、3 mm（平整度允許范圍：±3 mm，方法：卡尺測量），檢測平整度在標準范圍，合格率達100%。

b）吸震性 無顛簸（標準：車輛通過無顛簸感；方法：現場測試）。

c）是否美觀 美觀（標準：美觀；方法：現場觀察）。

d）是否脫落 不脫落（標準：不脫落；方法：現場觀察）。

試驗收得可喜成果后，對養護區所有的橋梁伸縮縫安裝了土工裝置，并對已安裝的伸縮縫運行狀況進行巡查并記錄（時間為1個月），檢測跟蹤觀察發現未發現石子、砂子等拋灑物掉入伸縮縫，并且土布裝置不脫落，也無鐵屑、鐵釘等嵌入現象，車輛行駛平穩，無堵塞現象發生。

6 在實際工作應用

6.1 社會效益

采取了土工布伸縮縫防堵塞U型裝置后，清理伸縮縫不進行封路作業，大大降低了安全風險，提高了車輛的通過性和行駛平穩性，降低了養護成本，為節能減排做出了貢獻，使駕駛員滿意率達到了100%（ 見表 4）。

表4 顧客滿意度調查表

6.2 經濟效益

以往1道伸縮縫1年的平均清理費用為900元，改裝后的1道伸縮縫平均費用為722元，每道伸縮縫節約178元，88道伸縮縫節約15 664元，并且以后每年都不用組織清理伸縮縫，每年可節約7萬余元。