公路橋梁伸縮縫的設計與施工應用研究

毛詩魁

（甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

公路橋梁是居民出行必不可少的基礎設施，履行著公共交通的重要使命。只有完善的公路橋梁體系，才能保證進出口貿易的穩定發展，促進城市經濟交流和經濟發展。其次，在第三產業中起著重要作用的旅游業發展依賴于道路和橋梁的支持。眾所周知，旅游業是國家大力倡導的產業，旅游業經濟收益可觀，污染少，并提供許多就業崗位以促進當地經濟增長，并以最低的成本獲得最大的利潤。但是，許多邊遠地區自然風光秀麗，交通不便，不吸引游客，旅游業也無法發展。最后，城市結構布局和花園設計也不能與公路和橋梁建設分開。因此，公路和橋梁成為城市交通的基礎，并可以為其他基礎設施項目提供基本保證，從而促進經濟發展。

1 高速公路橋梁伸縮縫的作用

目前，在我國建造公路橋梁時，通常使用混凝土，并且混凝土會在溫度變化和壓力載荷等因素的影響下逐漸變形，如果變形太大，會影響橋梁的正常運行。建設新的接頭可以大大提高性能，有效緩解車輛載荷和環境氣候因素引起的橋面變形問題，有效地保證了車輛在橋上的安全行駛。中國公路橋梁的伸縮縫一般分為四類：對接伸縮縫，鋼支撐伸縮縫，組合式支撐伸縮縫和板式伸縮縫。其中，對接伸縮縫被廣泛使用，鋼支撐伸縮縫是具有高強度特性的公路常用的類型，用于模量支撐伸縮縫的原料主要是特殊形狀的鋼和橡膠。“剛度和柔韌性”的顯著特征可以有效地提高公路橋梁的承載能力。板式伸縮縫和模塊化支撐伸縮縫的功能特性幾乎相同，但模塊化支撐伸縮縫的剛度在橫向上反映出來。平板類型垂直顯示。

2 裂縫的原因

就承載力而言，裂縫可分為結構性裂縫和非結構性裂縫。如果裂縫寬度小于0.3mm，則鋼筋混凝土不會由于混凝土裂縫而腐蝕。但是，如果裂縫寬度超過限制，則橋梁的耐久性和承載能力將減弱。（1）結構開裂。結構性裂紋是由于零件的承載力降低而產生的，某些橋梁中的垂直裂紋是結構性裂紋。該裂紋位于主梁腹板的中間跨度，是彎曲裂紋。結構裂縫的原因主要包括施工因素和后續的操作因素。由于不規范的施工工作、不適當的預應力、澆筑粗糙和其他因素，梁的強度不能滿足設計要求。過多的交通承載量和較重的車輛會在以后的使用過程中引起彎曲裂紋。（2）非結構性開裂。非結構性開裂是指由于自身變形和外部環境因素的影響而發生的自適應開裂。這種類型的裂紋通常不影響零件的保持能力。在材料方面，混凝土中堿集料的反應會引起混凝土收縮和開裂。不合適的結構、過多的水灰比會導致收縮裂紋與振動不足，模板的過早移除會導致塑性裂紋的產生。由環境因素引起的裂縫包括：外部溫度應力下因收縮和膨脹引起的溫度裂縫，大量水化混凝土的熱釋放，由于內部和外部溫差大而引起的溫度裂縫、混凝土碳化、氯離子侵入、凍融循環、鹽腐蝕等。由凍融和鹽分侵蝕引起的腿部裂縫更為常見。中空平板橋箱中積水的原因是：由于最初的不當施工，橋的頂部出現了裂縫；在運輸使用過程中不注重維護保養，導致裂縫滲透到大梁中；橋中的水通過橋主體上部的裂縫滲透到空心板中，并且當外部溫度較低時，梁體內會產生大范圍的裂縫。

3 公路橋梁伸縮縫施工技術

3.1 施工開始前的準備

首先，為了簡化結構并保持良好的質量，通常情況下，在橋面板上鋪設土工織物層并開始施工。其次，檢查伸縮縫的質量，在開始施工之前，伸縮縫的剛體不得扭曲或彎曲，以免影響橋梁的整體質量。最后，檢查施工中使用的錨固混凝土。橋梁施工對混凝土的要求較高，因此有必要使用優質骨料和優質水泥，添加適量的鋼纖維，同時檢查混凝土質量，以確保混凝土強度不低于橫梁。另外，由于在不同溫度下的定位值不同，因此在安裝過程中必須考慮天氣因素，并且當伸縮縫和最小工作寬度處于最高溫度時需要一定的空間，在最低溫度條件下，不能超過操作所需的最大間隔。

3.2 波紋鋼板無縫橡膠伸縮縫技術

波紋鋼板的無縫橡膠伸縮縫包括對稱地布置的第一和第二補件，并且彼此相鄰的第一和第二梁的梁端保留用于相應的安裝凹槽區域。將預埋鋼板放置在該區域中，并將新組件也安裝在插槽區域中。拉伸組件包括上部波紋鋼板、內部橡膠、增強鋼板、下部波紋鋼板、地腳螺栓和PTFE 滑動板。水平布置幾個加固鋼板。在橡膠內部，上部波紋鋼板埋入內部橡膠的上表面，下部波紋鋼板埋入內部橡膠的下表面，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構接頭以進行橋梁的伸縮，從而使行駛舒適穩定，避免橫梁端部的填充，且易于維護和清潔。

3.3 加強現場施工管理

首先是縱切。在開槽的過程中，施工單位必須首先仔細檢查高速公路的混凝土路面之間接縫處的平整度。避免橋頭跳動或下沉，并確保路面和橋面連接的平整度。在此基礎上，根據實際維護情況，在橋梁伸縮縫錨固區域進行放樣、拉絲和切割作業。然后使用氣動鎬或液壓工作站將混凝土從錨固區域移除，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置鋼筋和橋臺的后部，以確保橫梁與平板伸縮之間的間隙符合設計要求。其次是安裝。在安裝和施工之前，必須先清洗儲罐中的雜物，然后用起重機將膨脹節的三個點提起，并采取保護措施以防止鋼制主體在提起過程中變形。此外，有必要及時調整伸縮縫的中心線以匹配梁伸縮縫的中心線，然后調整伸縮縫的位置，以嚴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，應將其控制在2.0mm之內。在安裝階段，可以使用諸如塞尺和直尺之類的工具來避免由路面和型鋼之間的高度差引起的車輛跳動問題。經過檢查和確認后，找到了型鋼并使用分點焊對型鋼進行加固。通過自上而下的焊接方法控制焊接長度，焊接長度為5-6cm。禁止在安裝過程中處理嵌入式鋼筋，請勿在沒有安裝嵌入式鋼筋的地方種植鋼筋。在施工過程中，使用橋梁加固法，并采用包埋法焊接交叉加固。最后是維護鏈接。維護環節是公路橋梁伸縮縫維護最后也是最重要的環節。在此過程中，員工必須定期檢查各種組件，及時發現并維護存在或隱藏的不安全要素。

3.4 橋面開槽

（1）建造公路橋梁的瀝青混凝土路面通過質量檢驗時，可以根據圖紙要求將新縫降低到橋面板上，并確定標記出縫隙寬度。操作員可以使用專用切刀在標記處切縫。由于在切割過程中會產生大量的石粉，因此可以使用預先準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。除了在施工過程中確保整齊的切口和接縫，還需要進行徹底的切割，這是工作時要注意的細節。

（2）開槽期間，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。同時，開槽期間產生的所有廢物必須及時運出施工現場，以防止污染周圍環境。

3.5 安裝伸縮裝置

在公路橋梁新縫施工中，新設備的安裝是關鍵環節，具體實施要點如下。

（1）在安裝伸縮裝置時，請確保伸縮裝置的安裝寬度滿足圖紙規定的要求，并在產品制造商提供的固定裝置控制下進行安裝。同時，在安裝擴展單元時，請確保現場的環境溫度為5-20℃。放置擴展單元時，寬度誤差應控制在2.0mm 之內，并且擴展接縫中不應同時出現正負誤差。

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

（3）安裝伸縮裝置時，必須確保裝置的中心線與光束末端重合。如果項目中使用的伸縮設備比較長，則必須逐節移動。當伸縮裝置到達接合位置時，必須確保兩個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）安裝伸縮裝置時必須嚴格控制高度。定位角鋼可用于使設備的頂部表面比兩側的瀝青混凝土表面略低，并通過調節伸縮設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計要求，則可以暫時固定設備。具體工作點如下：將錨固設備連接到擴展單元的側梁，將內置鋼筋從橋寬的一端焊接到另一端，并在兩側使用對稱焊接的方法以使擴展單元處于水平狀態。如果發生位移，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固定的，則操作人員重新測量裝置的高度以查看是否有任何偏差，同時對伸縮裝置進行全面檢查，如果沒有變形，則檢查是否沒有問題，然后兩端將錨固鋼筋和內置鋼筋緊密焊接到鋼梁中。焊接點與型鋼之間的距離應控制在不小于5.0cm，以有效防止型鋼變形。在焊接和固定過程中，操作員必須使用3m直尺測試型鋼的平整度，以確保平整度滿足指定要求。牢固焊接膨脹裝置后，必須及時拆除臨時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，經常會發生內置鋼筋與鋼錨固件不匹配的情況，為了解決該問題，可以采用以下方法來解決。伸縮裝置在梁之間是剛性的。連接位置的焊接長度應至少為10cm，并根據相關標準和規范的要求，通過淺接觸進行連接確保焊接質量，無焊接漏斗和漏焊等缺陷。

4 結束語

簡而言之，為了有效提高橋梁工程新縫的施工質量，合理選擇施工設計方案，加強對于整個施工過程的管理，提高施工人員的新縫施工水平，需要確保接縫施工標準和施工要求，以確保整個橋梁結構的安全，促進中國運輸業的健康發展。