梁時雨 盛振斌 歐陽毅
伸縮縫是橋梁結構體系中較為關鍵的部分,該處存在質量問題時,輕則影響橋梁的美觀度,重則破壞橋梁的穩定狀態,迫使橋梁在使用期間受到強烈的沖擊作用,結構的耐久性下降,于車輛而言通行時的平穩性不足。對此,文章以橋梁伸縮縫施工為背景,著重對其中的質量控制策略展開探究,提出一些關鍵的作業要點。
鄭集河大橋,上部結構為2×25m+(40+30+40)m+5×30m的預應力混凝土組合箱梁,下部結構為柱式墩、肋板式橋臺、鉆孔灌注樁基礎。橋面設計橫坡為2%,最大縱坡為1.8%。全橋施工中,設置D16型、D80型兩類伸縮縫,數量均為4道。
以設計圖紙為準,由專員測量放樣,準確測放出伸縮縫中線,并在此基礎上進一步劃出保護帶邊線,明確切縫的具體位置并做好標記。待各項測量放樣工作落實到位后,先自檢,再由監理工程師復檢,確認無質量問題后,進入后續施工環節。
以施工圖紙要求為準,確定合適的開槽寬度,用石灰打邊線,形成醒目的標記,而后沿著該線精準切割。儀器選用的是切割機,由具有資質的員工操作,保證切線的順直性。每道每2m檢測一次切縫寬度,每道測一次長度,全面采集數據并記錄,據此判斷切縫效果。
員工用風鎬鑿除切縫間的瀝青路面,而后將聚積在槽口、箱梁間隙的粉塵等不利于施工的雜物清理干凈,對槽口做鑿毛處理,用吹風機對該作業區域做全面的清理,直至保持潔凈為止。對于清理出的雜物,統一將其堆放在距離縫區邊沿1m以上的部位,以免污染施工現場。開槽清理后,報監理工程師檢驗,若無誤則根據工程進度計劃進入下道工序。
以槽的尺寸合適且槽內潔凈為前提,組織伸縮縫裝置的安裝作業。型鋼在出廠前經過質量檢驗,理論上其滿足要求,但在運輸階段以及裝卸時可能會由于磕碰而影響型鋼的既有狀態,因此在型鋼定位前,先對該材料做全面的檢查,清理雜物、判斷平直度,無誤后方可安裝。
(1)密切關注現場安裝溫度,保證上部構造端部的空隙寬度及伸縮縫的預定寬度具有合理性,兩項指標均與溫度相適應;預設合適的伸縮縫間隙,具體根據工程要求、安裝階段的平均溫度等基礎條件而定。
(2)伸縮縫進入槽口后,檢測標高并加以修正,此處著重對比分析的是伸縮縫型鋼頂面標高與瀝青砼面層標高,合理的狀態是前者略低于后者0~2mm,此時可有效避免車輛通行過程中的跳車問題。以廠家要求為準,準確設置吊點,于指定的位置起吊。待伸縮縫的標高具有合理性后,做臨時固定處理,將邊梁的錨固裝置與預埋鋼筋(設置在預留槽內)做點焊處理,維持伸縮縫的穩定性。焊接采取的是兩側對稱施焊的方法,否則將由于焊接作業偏差而影響伸縮縫的形態(可見局部翹曲)。
(3)經過臨時固定后,再次檢測伸縮縫的標高,若位置、形態均無異常,則進一步采取焊接固定措施。首先焊接伸縮縫裝置的一側,使其具有穩定性,在轉向另一側。溫度對焊接作業具有顯著的影響,因此在合理的溫度條件下焊接至關重要,最佳為20℃±5℃。施焊時,將異型鋼梁的錨固鋼筋與預埋錨筋在兩側同步焊接,期間用3m直尺檢測異型鋼,明確該構件的平整度,判斷是否滿足要求(平整度需控制在0~2mm)。預埋筋與異型鋼梁錨固筋不適配時,將明顯加大焊接的難度,此時增設U型、S型或其它形式的鋼筋,做加固連接處理,最終使伸縮縫裝置與梁體穩定結合。
以設計圖紙的尺寸要求為準,精細化加工模板,而后將滿足質量要求的模板置于型鋼與梁端間,再用鐵絲固定,避免模板偏位。模板安裝后,板間存在縫隙,混凝土澆筑時該處易漏漿,因此用泡沫板或其它材料予以填充,而后在型鋼上貼滿一層膠帶,全面防護,以防型鋼內側槽口遭混凝土堵塞。
選用的是D8型防裂鋼筋網,將其安裝在兩側預留槽內。以路面標高為參照基準,鋼筋網頂部略低于該處3cm,此外根據設計要求嚴格控制直徑和間距。
鋼筋網片安裝完成后,二次清理槽內的垃圾,使其保持潔凈,而后正式進入混凝土澆筑環節。
根據現場環境溫度合理安排澆筑,以一天內溫度最低的時段為宜,條件允許時盡可能在夜間澆筑,由此減小溫度對混凝土性能以及澆筑質量的影響。以預先確定的配合比為準,選取適量的原材料,做充分的拌和,得到均勻性較好、坍落度適宜的C50混凝土。澆筑時,配套溜槽裝置,避免混凝土因卸落高度過大而離析;采取振搗措施,提高混凝土的密實度,待振搗部位無下沉、無氣泡、有泛漿時,結束該處的振搗作業。經過振搗后,由專員用木抹子抹平。
混凝土對氣溫較為敏感,在氣溫發生變化時,其伴有不同程度的收縮與徐變現象,加之荷載等多重因素的作用,橋梁伸縮縫可能會出現早期破壞、局部脫落、結構受損等質量問題。由于伸縮縫的異常,車輛于該處通行時缺乏足夠的平穩性,直接影響行車品質,甚至會誘發安全事故,而對于伸縮縫而言,在外部荷載的反復作用下,受損程度逐步加劇。伸縮縫受損時,顯現出滲水問題,梁體受到水的侵蝕,支座遇水后開始銹蝕,長此以往,梁體無法實現正常的收縮,結構的性能受到抑制,橋梁的結構安全性大打折扣。
針對此類問題,尤為關鍵的是控制伸縮縫的施工質量,其中提高密實度是重要的措施。在實際施工中,宜采取分層振搗的方法,每完成一層混合料的澆筑后,隨即振搗一次(時間過長時,混凝土的溫度下降,此時黏度增加,壓實難度加大)。梁端與填料的連接部位較為薄弱,是裂縫的高發區域,在該處施工時可利用噴燈分段預熱,然后涂抹一層底油,此時可有效規避連接部位的裂縫問題。
合理選擇伸縮縫裝置,兼顧結構完整性、剛度等基礎要求。此外,還需保證伸縮縫有足夠的嚴密性,避免雨水以及各類雜物滲入其中。傳統的伸縮縫裝置在實際應用中存在局限性,例如耐久性不足、結構易受損。因此,可以考慮現階段業內更為先進的伸縮縫,包含GTF無縫伸縮縫、BEJ彈性混凝土伸縮縫等,其在原有伸縮縫的基礎上實現技術突破,綜合應用效果較好。但在選擇新型伸縮縫時,也需考慮到產品的適用性問題,禁止盲目使用。
伸縮縫施工中,將預埋、預留等相關配套工作落實到位,采取焊接措施,在保證焊接效果的同時不可損傷周邊構件;根據現場氣溫條件安裝伸縮縫,盡可能在低溫環境下安裝;安裝前做足準備工作,檢查伸縮縫的質量,清理橋端縫隙內的雜物,檢測槽口的尺寸,確保伸縮縫能夠有效契合于槽口;存在焊接需求時,嚴格控制焊接長度,保證焊縫的飽滿性;宜優先采用快凝高強膨脹混凝土,原因在于此類材料的抗滲性能突出;遵循連續澆筑的原則,適度振搗,兼顧振搗密實性和既有構件穩定性(在振搗力的作用下,模板、鋼筋、預埋件可能會偏位或受損)的雙重要求;澆筑、振搗后,安排養護。
綜上所述,伸縮縫是橋梁施工中的重點內容之一,在工程實踐中,需根據現場條件以及工程要求確定一套可行的施工工藝流程,再沿著特定的思路將測量放樣、切縫、清理、伸縮縫安裝及焊接等工作落實到位,切實保證伸縮縫的施工質量。經過本文的分析,提出伸縮縫施工中的關鍵要點,希望給同仁提供參考。