評價雙向八車道高速公路橋梁模數式伸縮縫分段維修更換技術

高建軒

(山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030000)

模數式伸縮縫是一種常用的伸縮縫形式，尤其是在高速公路橋梁中。隨著高速公路車流量的不斷增加，伸縮縫作為一種特殊結構更容易發生損壞，影響其正常作用的發揮。因此，在實際工作中，應根據伸縮縫實際情況，結合其損壞產生原因，采取行之有效的維修更換技術。

1 工程概況

某高速公路C標段是一段按照雙向八車道標準設計的高速公路，該段高速公路從2013年6月開始通車至今已有7年的時間，其車流量從通車初期的1.3萬增加至當前的3.95萬，年平均增長量達到了25%。該段高速公路中布設的橋梁，主要采用模數式伸縮縫，如圖1所示，目前為止，共維修或更換了7條伸縮縫，總維修或更換率達到4.86%，總更換長度約102.3 m，實際占比為3.92%，主要損壞部位是第3與第4車道。橋梁中，伸縮縫主要處在下坡段，大部分伸縮縫都是在冬季損壞的，具體的損壞情況以位移箱損壞導致中梁塌陷或斷裂為主。除此之外，還有14條伸縮縫發生了不同程度的扭曲與中梁變形。

圖1 模數式伸縮縫

2 伸縮縫損壞情況與產生原因分析

通過數據統計和分析處理，該段高速公路從開始通車到目前的車流量中，貨車占比不斷增加，從最初的19.12%增加至當前的40.27%，并且總貨車交流量中五類大貨車實際占比也從最初的39.80%增加至49.77%。目前為止，從單車道伸縮縫上通過的貨車流量可以達到13 387.92萬，相當于5 280.85萬的軸壓荷載。根據數據分析結果，大型貨車施加的軸壓荷載不斷增加會直接影響到伸縮縫壽命。通過對該段高速公路首條伸縮縫產生的損壞情況的分析，損壞的臨界點是貨車過載達到990.3萬，相當于7 622.77萬的軸壓荷載，在之后的時間里，陸續有7條伸縮縫產生損壞，這些伸縮縫的損壞位置都為貨車專用車道。

通過以上分析，結合其它相關調查結果，導致伸縮縫產生損壞的原因包括：

(1)車輛荷載。在高速公路運營過程中，貨車荷載尤其是超載貨車施加的荷載是導致伸縮縫損壞最主要的原因。

(2)設計不當。在設計過程中，對伸縮量進行的計算不夠到位或不夠準確，使伸縮縫的選擇和設置不合理。另外，如果伸縮縫和槽口預埋錨固存在問題，或排水不到位，會使伸縮縫發生位移、變形或腐蝕，導致損壞。

(3)施工工藝方面。比如伸縮縫在施工中存在質量問題，沒有嚴格把控好具體的工藝及方法，導致伸縮縫提前損壞。

3 維修更換技術

就目前來看，針對該段高速公路這種比較特殊的情況，在伸縮縫維修更換方面還沒有形成統一的技術規范與標準，所以只能根據該高速公路實際情況，結合以往施工經驗來確定適宜的伸縮縫維修更換技術方法。

該段高速公路目前有7條伸縮縫產生損壞需要維修更換(記作1#～7#伸縮縫)，針對不同的伸縮縫，需要先明確實際情況，其中，1#伸縮縫所在位置為K192+320的第3和第4車道中間，其型號為MZL240，更換長度20.6 m，采用機場自流平混凝土；2#伸縮縫所在位置為K184+400的第3車道，其型號為DL160，更換長度20.6 m，采用機場自流平混凝土；3#伸縮縫所在位置為K184+620的第4車道，其型號為DL160，更換長度20.6 m，采用機場自流平混凝土；4#伸縮縫所在位置為K182+800的第4車道，其型號為DL160，更換長度20.6 m，采用強度等級為C50的鋼纖維混凝土；5#伸縮縫所在位置為K192+680的第3車道，其型號為MZL240，更換長度4.5 m，采用強度等級為C50的鋼纖維混凝土；6#伸縮縫所在位置為K181+900的第3和第4車道中間，其型號為DL160，更換長度6.8 m，采用強度等級為C50的鋼纖維混凝土；7#伸縮縫所在位置為K184+550的第3和第4車道中間，其型號為DL160，更換長度8.6 m，采用強度等級為C50的鋼纖維混凝土。

近兩年有4條伸縮縫發生損壞，設計采用全段拆除的方法處理，因該段高速公路的通行保暢壓力相對較大，所以全段更換應分成兩次進行，具體的施工工序為：

(1)先臨時封閉第3和第4車道，隨即開始區域安全布控工作；

(2)由人工采用風鎬拆除損壞的伸縮縫；

(3)在縫槽中預埋鋼筋并進行必要的校正處理；

(4)安裝并焊接新伸縮縫；

(5)在接縫處支模并澆筑混凝土；

(6)安裝阻水條；

(7)通車前檢查。

將第3和第4車道上的伸縮縫修復好以后對第1和第2車道進行修復，在整個施工過程中應在夜間進行必要的封道。然而，封道的手續審批起來比較麻煩，而且安全和保暢方面的壓力很大，最快完成修復也需要7～9 d的時間。

通過和專業單位的溝通與實地查看，施工中應嚴格遵循精準養護基本原則，以此盡可能降低伸縮縫維修更換時的風險，并縮短相應的工作時間。對此，將原更換方案調整成分段更換。從費用方面考慮，若采用整段更換方案，每次的費用為20萬元左右，而更換方案以后，費用能減少至5～7萬元。從工期方面考慮，若采用整段更換方案，需要10 d左右的時間，而更換方案以后，工期能減少至1 d左右。綜合來看，采用分段更換方案不僅能減少費用、縮短工期，而且還能大幅降低安全風險。

在實際的分段更換過程中，需要注意以下幾個方面的要點：

(1)根據橋梁設計圖紙，結合橋梁的實際情況，確定伸縮縫的具體形式與長度，以損壞的伸縮縫所在位置以依據，將其順延到沒有發生損壞現象的位移箱處，同時在此基礎上預留10～20 cm的長度，在伸縮縫的兩端同時要預留10～20 cm的長度，以此保證新、舊伸縮縫之間保持平直，并使承載能力達到要求。

(2)將舊伸縮縫鑿開以后，如果發現預埋加固鋼筋有缺失，應預留槽口，同時要使其具有良好的可焊性。

(3)在施工結束后，應盡可能向后延長防水條的恢復時間，在伸縮縫混凝土實際強度切實達到設計要求后進行安裝，避免損壞與移位。

(4)對預埋錨固鋼筋進行焊接的過程中，焊接方法以分段點焊為主，確保和現有裝置之間可靠相連。

(5)在選擇具體混凝土材料時，應充分考慮實際情況，當前比較主流的是采用鋼纖維混凝土，必要時也可使用機場自流平混凝土。如果選擇的是鋼纖維混凝土，則要注意在下部減少鋼纖維的摻加，以此提高其流動性，保證混凝土的密實度。

4 結 語

通過近半年時間的運行與觀察，采用分段的方法更換好伸縮縫之后，其運營情況良好，各項性能指標均能達到要求，伸縮縫功能和采用全段更換方法的伸縮縫完全相同，說明以上維修更換技術合理可行，值得類似工程參考借鑒。