淺談忻保高速公路橋梁伸縮縫快速修復施工

徐立東

(忻保高速公路建設管理處)

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淺談忻保高速公路橋梁伸縮縫快速修復施工

徐立東

(忻保高速公路建設管理處)

分析了高速公路橋梁伸縮縫作用、常見損壞形式、病害成因，為防止伸縮縫損壞提供針對性措施，并通過快凝干混砂漿“修速王”與普通碎石攪拌而成的混凝土在忻保高速公路橋梁伸縮縫修復施工中的實際使用情況，為類似伸縮縫修復提供借鑒。

伸縮縫；作用；病害成因；防止；損壞；措施；修速王AB混凝土；修復借鑒

1 橋梁伸縮縫作用及設置要求

1.1 作用

橋梁伸縮縫，是為了防止由于材料脹縮變形而引起結(jié)構(gòu)變形，使車輛能夠平穩(wěn)通過橋面，在橋梁的兩端或連續(xù)結(jié)構(gòu)的兩梁端設置的間隙。主要分為對接式、鋼制支撐式、橡膠組合剪切式、模數(shù)支撐式、無縫式。

1.2 設置要求

(1)能適應梁體熱脹冷縮造成的自由伸縮；(2)安全、堅固； (3)通過性好，無彈跳、無噪音；(4)防漏、防阻、防一般性腐蝕；(5)排查、清污、施工、養(yǎng)護等工作操作簡單方便。

2 隱患形式

2.1 橋頭跳車

由于伸縮縫兩結(jié)構(gòu)梁高差、與瀝青混凝土路面高差、與錨固混凝土頂面高差引起的橋頭跳車。

2.2 滲漏問題

由于橡膠止水帶老化、破損引起的滲漏問題。

2.3 雜物堵塞

由于伸縮縫內(nèi)雜物太多引起的伸縮量減小，對橡膠止水帶積壓破損。

2.4 縫間距預留不足

解鎖過程中，預留伸縮縫間距太小，造成積壓橡膠止水帶凸起、梁端受壓破損，造成跳車及行車安全隱患。

2.5 伸縮裝置變形

由于錨固混凝土碎裂或者結(jié)構(gòu)鋼筋經(jīng)過荷載反復作用斷裂，造成伸縮縫裝置變形。

3 損壞原因

3.1 橋梁伸縮縫設計缺陷

設計時，未能充分考慮，梁端在荷載反復作用下破損后，伸縮縫作用失靈；變形量計算不合適，取用伸縮間距值時過高，導致伸縮縫損壞。

3.2 伸縮縫運輸、安裝過程中，對伸縮裝置造成損傷

伸縮縫構(gòu)造剛度很高，對運輸、安裝要求較高，不當?shù)难b卸、存放等，對伸縮裝置造成的微小損傷，外觀完好，需專業(yè)檢測才能確定其完好性，但耗時、耗力、費用昂貴，一般進場后不再檢測。

3.3 伸縮縫混凝土原材料選擇不當

一般伸縮縫混凝土采用高強度C50混凝土，部分設計采用特殊混凝土(如鋼纖維混凝土等)，這就要求對原材料嚴格把關(guān)，但由于其混凝土用量較少且施工場地不集中，往往形成監(jiān)管薄弱環(huán)節(jié)，未進行精挑、細選，從而使伸縮縫營運質(zhì)量下降，產(chǎn)生各類病害。

3.4 施工過程控制不嚴格

(1)解鎖溫度控制不嚴，造成間距放大或縮小；定位角鋼位置不正確，導致伸縮裝置不能正常運行；間距過寬，在車輛荷載反復作用后，剪切力以及車輛輪胎摩擦力共同作用下，將松動的橡膠止水帶拉出結(jié)構(gòu)角鋼，產(chǎn)生路面拋物，影響行車安全；間距過窄，在伸縮量受限的情況下，結(jié)構(gòu)角鋼會損傷梁端、積壓橡膠止水帶，使用年限大大縮短；(2)伸縮縫的錨固鋼筋焊接質(zhì)量不過關(guān)，或因預埋鋼筋遺漏，無法補植補救，給伸縮縫使用埋下隱患；(3)安裝伸縮縫時，未能嚴格把握其兩組結(jié)構(gòu)鋼梁的一致性，未能減小其焊接溫度造成的變形量，受力不均，形成跳車；(4)混凝土澆筑時，前期施工準備工作不細致，構(gòu)造坑槽清理不干凈；混凝土入模前，對結(jié)構(gòu)面未進行濕潤處理，影響粘結(jié)性；混凝土抹面時，對混凝土干縮量預估不準確，混凝土面與伸縮縫鋼梁頂面及瀝青混凝土路面形成臺階；以上種種，使混凝土出現(xiàn)啃邊、掉角等病害。

3.5 連續(xù)縫位置設置不完善

忻保高速公路在連續(xù)梁橋中，橋面連續(xù)時設置D160型連續(xù)縫，因其構(gòu)造更為復雜，要求更為精細，一旦設置不完善，變形假縫的寬度和深度設置不規(guī)范、不統(tǒng)一，也會造成橋面跳車。

4 施工準備

4.1 交通管控準備

(1)制定詳細的施工安全組織計劃，并上報交警支隊、路政大隊審批，批準后方可進場施工；(2)管控設施：錐形交通標志、安全帶、路欄、施工隔離墩、施工警告燈；(3)現(xiàn)場管控：共分警告區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)、下游過渡區(qū)、終止區(qū)。 警告區(qū)內(nèi)設置施工標志、限速標志、可變標志或線形誘導標志，夜間應設置施工警告燈；高速公路設計時速120 km/h，最小長度1 600 m；并配備專職安全人員加強限速管理和車輛限寬管理； 上游過渡區(qū)起點至下游過渡區(qū)終點之間放置錐形交通路標，在60 km/h封閉一條車道時，上游過渡區(qū)最小長度90 m；在忻保高速橋隧密集相連時，因隧道光線較暗，且側(cè)墻會使車輛駕駛員產(chǎn)生壓抑感，為了提高安全性，增加該最小長度0.5倍； 緩沖區(qū)內(nèi)不準堆放物品，也不準養(yǎng)護人員活動或工作，可設防沖撞裝置，最小長度50 m，在與工作區(qū)交界處設置路欄； 工作區(qū)長度根據(jù)伸縮縫施工需要長度約30 m，在順行車方向的下游過渡區(qū)內(nèi)設置作業(yè)車輛專門進出口； 下游過渡區(qū)最小長度宜為30 m; 終止區(qū)最小長度宜為30 m； 所有交通標志、標牌、標線必須有反光功能。

4.2 施工設備、材料準備

常用工具：切割機、空壓機、電焊機、20 kW發(fā)電機、立式攪拌機、振搗棒、抹面工具等；

材料：根據(jù)混凝土用量，將修速王(A、B料)、10～30 mm碎石、飲用水等放置于工作區(qū)內(nèi)。

5 施工流程

5.1 開槽、清理廢渣

將構(gòu)造槽內(nèi)破損混凝土鑿除至完好混凝土面，用高壓風槍將表面吹凈，并將混凝土表面濕潤。

5.2 焊接伸縮縫結(jié)構(gòu)鋼筋

盡量使焊縫長度較長；不能對直徑較小的鋼筋燒傷；預埋遺漏鋼筋用U形鋼筋代替后與相鄰鋼筋相連。

5.3 配料并預先攪拌

加水前按A料∶B料=1∶1干料進行充分攪拌均勻，直至混合料顏色一致，如用量較大，可分多次進行攪拌。

5.4 加碎石

A、B混合料∶碎石=1∶0.75(質(zhì)量比)之內(nèi)，采用10～30 mm級配碎石，并要求碎石含泥量小于0.5%。

5.5 攪拌

加入A、B混合料總質(zhì)量(不含碎石)7%～8%的水，充分攪拌，直至均勻，有良好的流動性和粘結(jié)性為止。

5.6 澆筑、抹面

將攪拌完成的混凝土迅速倒入構(gòu)造槽內(nèi)振搗成型，初凝前多次抹面，直至表面無氣泡生成并有一定強度為止；為減少通行車道行駛車輛對混凝土的影響，可在通行車道伸縮縫處鋪設鋼板以減小振動。

6 材料優(yōu)缺點

6.1 優(yōu)點

(1)強度增長快； (2)粘結(jié)性好，抗折強度高； (3)耐久性好，屬無機物，不易老化； (4)匹配性好，熱膨脹系數(shù)與普

通混凝土比較無明顯差別，干縮率是普通混凝土的1/10，易掌握其與瀝青混凝土路面、伸縮縫鋼梁頂面的平整度； (5)養(yǎng)護簡單、放行迅速；自然養(yǎng)護，且養(yǎng)護周期短，對高速公路通行能力影響較小。

6.2 缺點

(1)材料初凝過程中會有氣泡出現(xiàn)，抹面工人必須不間斷施工直至初凝，對工人抹面技術(shù)、勞動強度要求較高； (2)材料剛性較大，超過其抗壓、抗折強度的外力沖擊(如車禍)容易碎裂； (3)對用水量反應靈敏，一旦用水量不準確，材料也即無法使用； (4)價格較普通混凝土較貴，修復成本較高。

7 結(jié)束語

橋梁伸縮縫在高速公路安全性、舒適性等方面的重要性，對橋梁整體結(jié)構(gòu)和使用壽命的影響，應受到高度重視，對伸縮縫從設計、施工、養(yǎng)護、運行等環(huán)節(jié)要進行全程管理。通過新材料的應用，忻保高速公路伸縮縫維修效率大幅提高，病害修補及時有效，創(chuàng)造了安全、暢通、舒適的行車環(huán)境。

[1] 中交公路規(guī)劃設計院.公路橋梁伸縮裝置(JT/T327-2004)[S]. 北京：人民交通出版社，2004：20-38.

[2] 上海市公路管理處.公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程(JTG H30-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004：31-51.

[3] 交通部公路科學研究所.道路交通標志和標線(GB5768-1999)[S].北京：中國標準出版社,1999：18-3.

2015-01-13

徐立東(1981-)，男，工程師。

U445

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1008-3383(2015)09-0100-01