公路橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用研究

任文鵬

摘 要：對(duì)于公路橋梁，伸縮縫是橋梁整個(gè)結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性的重要組成部分。主要功能是通過(guò)適應(yīng)外部溫度，載荷和其他因素引起的較小的垂直和水平位移以及角度變化，幫助橋梁保持整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果伸縮縫的設(shè)計(jì)不合理或質(zhì)量控制不佳，不僅會(huì)直接影響車輛行駛的舒適性，而且也無(wú)助于車輛的安全。如果外部環(huán)境溫度差異較大，則可能使橋梁結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮。隨著時(shí)間的流逝，相對(duì)較大的內(nèi)部應(yīng)力會(huì)使橋梁的路面和接縫處破裂，從而縮短橋梁的使用壽命，并對(duì)橋梁造成結(jié)構(gòu)破壞。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;伸縮縫設(shè)計(jì);施工應(yīng)用

1 影響公路橋梁伸縮縫的因素

1.1 溫度影響

在公路橋梁伸縮縫施工過(guò)程中，易受到溫度因素的影響。在施工中涉及金屬零件和混凝土材料，材料會(huì)受到外部環(huán)境的影響，伸縮縫施工質(zhì)量會(huì)受到影響。當(dāng)溫度差異較大時(shí)，金屬零件會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，影響公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性;當(dāng)濕度較大時(shí)，易導(dǎo)致金屬零件受到腐蝕，影響金屬零件的使用質(zhì)量，減少金屬零件的使用壽命。

1.2 荷載因素

伸縮縫澆筑施工完成后應(yīng)封閉交通，待混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到要求后開(kāi)放交通，但部分伸縮縫在澆筑后提前開(kāi)放交通對(duì)伸縮縫施工質(zhì)量造成一定的影響。荷載過(guò)大時(shí)，甚至出現(xiàn)坍塌，不可避免產(chǎn)生裂縫，這種情形下難以保障伸縮縫施工質(zhì)量。在一些跨度較大的橋梁施工過(guò)程中，易發(fā)生位移情況，難以保障公路橋梁的安全性。

1.3 斜彎橋

當(dāng)公路橋梁工程完成，投入使用后，若施工處理不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生位移狀況，損壞伸縮縫裝置，影響公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，難以保障伸縮縫施工質(zhì)量。

2 公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)

2.1 施工開(kāi)始前的準(zhǔn)備

在開(kāi)始施工之前，需檢查伸縮縫的質(zhì)量，伸縮縫的剛體不得扭曲或彎曲，以免影響橋梁的整體質(zhì)量，并檢查施工中使用的錨固混凝土。橋梁施工對(duì)混凝土的要求較高，因此有必要使用優(yōu)質(zhì)骨料和優(yōu)質(zhì)水泥，添加適量的鋼纖維，同時(shí)檢查混凝土質(zhì)量，以確?；炷翉?qiáng)度不低于橫梁。

2.2 波紋鋼板無(wú)縫橡膠伸縮縫技術(shù)

波紋鋼板的無(wú)縫橡膠伸縮縫包括對(duì)稱地布置的第一和第二補(bǔ)件，并且彼此相鄰的第一和第二梁的梁端保留用于相應(yīng)的安裝凹槽區(qū)域。將預(yù)埋鋼板放置在該區(qū)域中，并將新組件也安裝在插槽區(qū)域中。拉伸組件包括上部波紋鋼板、內(nèi)部橡膠、增強(qiáng)鋼板、下部波紋鋼板、地腳螺栓和PTFE滑動(dòng)板。水平布置幾個(gè)加固鋼板。在橡膠內(nèi)部，上部波紋鋼板埋入內(nèi)部橡膠的上表面，下部波紋鋼板埋入內(nèi)部橡膠的下表面，并且PTFE滑板安裝在埋入鋼板和下部波紋鋼板上部的安裝槽中。彈性件的兩端分別通過(guò)地腳螺栓連接到第一和第二橫梁，并采用波紋鋼板代替部分的結(jié)構(gòu)接頭以進(jìn)行橋梁的伸縮，從而使行駛舒適穩(wěn)定，避免橫梁端部的填充，且易于維護(hù)和清潔。

2.3 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理

首先是縱切。在開(kāi)槽的過(guò)程中，施工單位必須首先仔細(xì)檢查高速公路的混凝土路面之間接縫處的平整度。避免橋頭跳動(dòng)或下沉，并確保路面和橋面連接的平整度。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際維護(hù)情況，在橋梁伸縮縫錨固區(qū)域進(jìn)行放樣、拉絲和切割作業(yè)。然后使用氣動(dòng)鎬或液壓工作站將混凝土從錨固區(qū)域移除，并拆除損壞的膨脹裝置，以確保膨脹縫的錨固桿可以連接至橋面板的內(nèi)置鋼筋和橋臺(tái)的后部，以確保橫梁與平板伸縮之間的間隙符合設(shè)計(jì)要求。其次是安裝。在安裝和施工之前，必須先清洗儲(chǔ)罐中的雜物，然后用起重機(jī)將膨脹節(jié)的三個(gè)點(diǎn)提起，并采取保護(hù)措施以防止鋼制主體在提起過(guò)程中變形。此外，有必要及時(shí)調(diào)整伸縮縫的中心線以匹配梁伸縮縫的中心線，然后調(diào)整伸縮縫的位置，以嚴(yán)格控制路面與型鋼上表面之間的高度差。通常在這種情況下，應(yīng)將其控制在2.0 mm之內(nèi)。在安裝階段，可以使用諸如塞尺和直尺之類的工具來(lái)避免由路面和型鋼之間的高度差引起的車輛跳動(dòng)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)檢查和確認(rèn)后，找到了型鋼并使用分點(diǎn)焊對(duì)型鋼進(jìn)行加固。通過(guò)自上而下的焊接方法控制焊接長(zhǎng)度，焊接長(zhǎng)度為5 cm～6 cm。禁止在安裝過(guò)程中處理嵌入式鋼筋，請(qǐng)勿在沒(méi)有安裝嵌入式鋼筋的地方種植鋼筋。在施工過(guò)程中，使用橋梁加固法，并采用包埋法焊接交叉加固。最后是維護(hù)鏈接。維護(hù)環(huán)節(jié)是公路橋梁伸縮縫維護(hù)最后也是最重要的環(huán)節(jié)。在此過(guò)程中，員工必須定期檢查各種組件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并維護(hù)存在或隱藏的不安全要素。

2.4 橋面開(kāi)槽

（1）建造公路橋梁的瀝青混凝土路面通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，可以根據(jù)圖紙要求將新縫降低到橋面板上，并確定標(biāo)記出縫隙寬度。操作員可以使用專用切刀在標(biāo)記處切縫。由于在切割過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的石粉，因此可以使用預(yù)先準(zhǔn)備好的塑料板覆蓋切割縫以外的表層并用膠帶固定，以免污染周圍的瀝青混凝土表層。除了在施工過(guò)程中確保整齊的切口和接縫，還需要進(jìn)行徹底的切割，這是工作時(shí)要注意的細(xì)節(jié)。

（2）開(kāi)槽期間，將去除凹槽中所有的瀝青混凝土，并用高壓水槍沖洗從水箱中浮起的灰塵和碎屑。施工人員不能踩在凹槽的任何一側(cè)。同時(shí)，開(kāi)槽期間產(chǎn)生的所有廢物必須及時(shí)運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)，以防止污染周圍環(huán)境。

2.5 安裝伸縮裝置

（1）在安裝伸縮裝置時(shí)，請(qǐng)確保伸縮裝置的安裝寬度滿足圖紙規(guī)定的要求，并在產(chǎn)品制造商提供的固定裝置控制下進(jìn)行安裝。同時(shí)，在安裝擴(kuò)展單元時(shí)，請(qǐng)確?，F(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度為5℃～20℃。放置擴(kuò)展單元時(shí)，寬度誤差應(yīng)控制在2.0 mm之內(nèi)，并且擴(kuò)展接縫中不應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)正負(fù)誤差。

（2）由于膨脹裝置型鋼的膨脹間隙與安裝溫度密切相關(guān)，因此，如果在安裝時(shí)的膨脹公差足夠大，則可以適當(dāng)?shù)販p小該間隙。如果使用80型伸縮裝置，則溫度為20℃時(shí)可以將間隙調(diào)整為20 mm，溫度低于20℃時(shí)可以適當(dāng)增大間隙，溫度高于20℃時(shí)可以適當(dāng)減小間隙。

（3）安裝伸縮裝置時(shí)，必須確保裝置的中心線與光束末端重合。如果項(xiàng)目中使用的伸縮設(shè)備比較長(zhǎng)，則必須逐節(jié)移動(dòng)。當(dāng)伸縮裝置到達(dá)接合位置時(shí)，必須確保兩個(gè)伸縮裝置處于同一水平并且接頭緊密連接，可以被拉直和連接。

（4）安裝伸縮裝置時(shí)必須嚴(yán)格控制高度。定位角鋼可用于使設(shè)備的頂部表面比兩側(cè)的瀝青混凝土表面略低，并通過(guò)調(diào)節(jié)伸縮設(shè)備的縱向筆直度使其光滑，如果伸縮縫的高度和平直度滿足設(shè)計(jì)要求，則可以暫時(shí)固定設(shè)備。具體工作點(diǎn)如下：將錨固設(shè)備連接到擴(kuò)展單元的側(cè)梁，將內(nèi)置鋼筋從橋?qū)挼囊欢撕附拥搅硪欢耍⒃趦蓚?cè)使用對(duì)稱焊接的方法以使擴(kuò)展單元處于水平狀態(tài)。如果發(fā)生位移，則需要特別注意一端，以避免膨脹裝置變形。

（5）如果伸縮裝置是暫時(shí)固定的，則操作人員重新測(cè)量裝置的高度以查看是否有任何偏差，同時(shí)對(duì)伸縮裝置進(jìn)行全面檢查，如果沒(méi)有變形，則檢查是否沒(méi)有問(wèn)題，然后兩端將錨固鋼筋和內(nèi)置鋼筋緊密焊接到鋼梁中。焊接點(diǎn)與型鋼之間的距離應(yīng)控制在不小于5.0 cm，以有效防止型鋼變形。在焊接和固定過(guò)程中，操作員必須使用3 m直尺測(cè)試型鋼的平整度，以確保平整度滿足指定要求。牢固焊接膨脹裝置后，必須及時(shí)拆除臨時(shí)固定裝置和定位角鋼，以使裝置能夠自由膨脹和收縮。

（6）在伸縮裝置的固定焊接中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生內(nèi)置鋼筋與鋼錨固件不匹配的情況，為了解決該問(wèn)題，可以采用以下方法來(lái)解決。伸縮裝置在梁之間是剛性的。連接位置的焊接長(zhǎng)度應(yīng)至少為10 cm，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，通過(guò)淺接觸進(jìn)行連接確保焊接質(zhì)量，無(wú)焊接漏斗和漏焊等缺陷。

3 結(jié)語(yǔ)

為了有效提高橋梁工程新縫的施工質(zhì)量，合理選擇施工設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)對(duì)于整個(gè)施工過(guò)程的管理，提高施工人員的新縫施工水平，需要確保接縫施工標(biāo)準(zhǔn)和施工要求，以確保整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的安全，促進(jìn)中國(guó)運(yùn)輸業(yè)的健康發(fā)展。

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