探究公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)應(yīng)用

摘 要：介紹公路橋梁伸縮縫的概念和功能，包括對橋梁結(jié)構(gòu)的保護(hù)和適應(yīng)溫度變化的作用。詳細(xì)討論了公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)，包括施工前的準(zhǔn)備工作、施工過程中的關(guān)鍵步驟以及質(zhì)量控制和施工安全的注意事項。通過分析國內(nèi)外典型案例，總結(jié)了成功的施工經(jīng)驗和解決問題的方法。討論公路橋梁伸縮縫施工所面臨的影響因素和挑戰(zhàn)，包括自然環(huán)境和氣候條件、材料選擇和使用、工程設(shè)計和施工要求等方面，并給出了未來發(fā)展方向和建議。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；伸縮縫；施工技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：U445.4" " " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）04-0028-03

0 引言

公路橋梁作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)對道路交通的安全和暢通至關(guān)重要。伸縮縫作為公路橋梁設(shè)計中的重要組成部分，起到了保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)、適應(yīng)溫度變化等作用。隨著交通運輸需求的增加和環(huán)境條件的多樣化，人們對公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的研究和應(yīng)用提出了更高的要求。因此，深入探索公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的應(yīng)用，對于提高公路橋梁的質(zhì)量和可靠性、確保交通安全，具有重要意義。

1 公路橋梁伸縮縫的概念和功能

1.1 公路橋梁伸縮縫的定義和分類

公路橋梁伸縮縫是指在橋梁結(jié)構(gòu)中設(shè)置的一個特殊的連接部位，用于適應(yīng)由于溫度變化、橋梁伸縮引起的結(jié)構(gòu)變形。根據(jù)不同的功能和應(yīng)用需求，公路橋梁伸縮縫可以分為3類[1]。

一是型鋼伸縮縫。利用型鋼軌道將橋面劃分為若干段，通過伸縮裝置實現(xiàn)橋面的伸縮。這種類型的伸縮縫適用于較小跨徑的橋梁。

二是橡膠伸縮縫。它采用橡膠材料作為填充材料，具有良好的彈性和耐久性，能夠承受較大的伸縮變形。橡膠伸縮縫廣泛應(yīng)用于大跨度和高速公路橋梁。

三是鋼板伸縮縫。它使用特殊設(shè)計的鋼板進(jìn)行伸縮連接。這種類型的伸縮縫主要用于露天斜拉橋和特殊設(shè)計要求的橋梁。

1.2 公路橋梁伸縮縫的功能和作用

公路橋梁伸縮縫的功能和作用主要體現(xiàn)在4個方面：①橋梁結(jié)構(gòu)由于自然溫度變化，會發(fā)生熱脹冷縮，引起結(jié)構(gòu)伸縮。伸縮縫的設(shè)置能夠?qū)蛄哼M(jìn)行伸縮補償，避免溫度變化引起的應(yīng)力和變形超限。②伸縮縫可以在橋梁結(jié)構(gòu)不同部位的連接處起到緩沖和保護(hù)作用，避免應(yīng)力集中和損傷發(fā)生，延長橋梁的使用壽命。③伸縮縫能夠確保過往車輛的平穩(wěn)行駛，減少因路面不平而產(chǎn)生的顛簸和振動，還能減少噪聲和振動傳遞，提升行車舒適性和安全性。④伸縮縫的設(shè)置能夠方便地進(jìn)行橋面維護(hù)和保養(yǎng)，減少維修工作所需的時間和成本。

2 公路橋梁伸縮縫關(guān)鍵施工技術(shù)

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

2.1.1 設(shè)計和方案選擇

在施工前，需要根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式、跨度、使用條件和環(huán)境要求等因素，進(jìn)行伸縮縫的設(shè)計和方案選擇。在設(shè)計伸縮縫時，必須考慮橋梁的整體結(jié)構(gòu)形式，比如是梁式橋、拱橋還是懸索橋等。不同的結(jié)構(gòu)形式會對伸縮縫的類型產(chǎn)生直接影響，例如常用的橡膠伸縮縫和鋼板伸縮縫等。

橋梁的跨度也是一個重要考慮因素。跨度較大的橋梁可能需要更大的伸縮補償量，因此可能需要采用更具擴展性的伸縮縫設(shè)計方案。

伸縮縫的位置也需要綜合考慮，一般在橋梁的支座處布置，以便實現(xiàn)伸縮補償和連接效果。還需考慮對交通和行車的影響，確保順暢和安全通行。

伸縮縫的尺寸和伸縮補償量的選擇也需要根據(jù)實際情況進(jìn)行合理決策。橋梁設(shè)計中通常會根據(jù)溫度變化等因素預(yù)測伸縮補償量，以確保橋梁在不同溫度下能夠正常工作。

2.1.2 材料準(zhǔn)備和選用

在伸縮縫施工前，需要準(zhǔn)備和選用適當(dāng)?shù)牟牧稀３Ｓ玫牟牧习ㄏ鹉z、鋼板和型鋼軌道。橡膠材料應(yīng)具備良好的彈性、耐久性和耐候性，能夠承受溫度變化和交通負(fù)荷引起的撓曲變形。鋼板和型鋼軌道則需要具備足夠的強度和剛度，以確保伸縮縫的穩(wěn)定性和可靠性[2]。

選用合適的材料對于伸縮縫的性能和壽命至關(guān)重要。橡膠材料的選用應(yīng)考慮其彈性恢復(fù)能力、耐久性和耐候性。高品質(zhì)的橡膠材料可以承受溫度變化和交通負(fù)荷帶來的應(yīng)力，具有優(yōu)良的黏合性和密封性。鋼板和型鋼軌道的選用應(yīng)考慮其強度和剛度。根據(jù)橋梁的跨度和設(shè)計要求，選擇合適的鋼板材質(zhì)和厚度，以確保伸縮縫的穩(wěn)定性和可靠性。通過選擇和使用合適的材料，使公路橋梁伸縮縫可以滿足功能要求，能夠在各種力和環(huán)境的影響下保持穩(wěn)定性和可靠性，對于提高橋梁的使用壽命和行車安全至關(guān)重要。

2.2 施工過程

在公路橋梁伸縮縫的施工過程中，通常包括基礎(chǔ)施工、伸縮縫填縫材料的安裝以及防水和密封處理。

基礎(chǔ)施工是伸縮縫施工的首要步驟。需要對橋梁的支座位置進(jìn)行定位，并進(jìn)行相應(yīng)的基礎(chǔ)預(yù)埋件的布置。在合適的位置設(shè)置臨時搭設(shè)支架和封堵措施，以確保施工過程的安全和順利進(jìn)行。

伸縮縫填縫材料的安裝是伸縮縫施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)設(shè)計方案和要求，選擇合適的填充材料，并按照規(guī)定的標(biāo)高和施工要求進(jìn)行填充。在填充過程中，需要注意材料的緊密連接和平整度的控制，以確保伸縮縫的功能和使用效果。

為了保護(hù)伸縮縫免受濕氣和水分的侵蝕，需要進(jìn)行防水和密封處理。這包括在伸縮縫周圍設(shè)置防水層、添加密封劑和膠水等防水材料，并確保其與伸縮縫填縫材料的良好粘接。要做好施工過程中的縫隙和漏洞的處理，以確保防水效果的可靠性。

2.3 質(zhì)量控制和施工安全

2.3.1 施工質(zhì)量控制的要點

在施工過程中，需要對每個施工步驟進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，確保按照設(shè)計要求和規(guī)范的要求進(jìn)行施工。選擇合適的材料，并對材料進(jìn)行質(zhì)量控制，包括檢查材料的規(guī)格、品質(zhì)和性能等方面，確保符合設(shè)計要求。進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量檢測，包括對伸縮縫填縫材料的密實度、黏結(jié)性、平整度等方面的檢測，以及伸縮縫的伸縮性能測試等內(nèi)容。在施工過程中進(jìn)行相關(guān)文件的記錄和歸檔，包括設(shè)計變更、施工計劃、檢測報告等，并進(jìn)行項目驗收，在合格的前提下才能進(jìn)行下一步工作。

2.3.2 施工中的安全措施

具體有以下4點：①為施工人員提供必要的個人防護(hù)設(shè)備，并確保其正確佩戴和使用。②確保施工現(xiàn)場的安全，包括搭設(shè)警示標(biāo)志、設(shè)置安全通道和圍欄等，并定期檢查和維護(hù)施工設(shè)備和機械的安全性能。③進(jìn)行施工前的安全會議和培訓(xùn)，增強施工人員的安全意識和安全操作技能。④定期進(jìn)行施工現(xiàn)場的安全檢查和隱患排查，及時采取必要的糾正措施，確保施工現(xiàn)場安全可控。

通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制和施工安全措施，可以保證公路橋梁伸縮縫的施工質(zhì)量和安全性。這需要施工方和監(jiān)督管理部門的密切配合和有效溝通，共同維護(hù)施工現(xiàn)場的安全和質(zhì)量。還要遵守相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加強對施工隊伍的管理和教育，提高整體管理水平和施工質(zhì)量的可控性。

3 公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的應(yīng)用案例分析

3.1 國內(nèi)外典型案例分析

新民橋是蘇州市最早的立交橋之一，通過綜合應(yīng)用橡膠伸縮縫和鋼板伸縮縫技術(shù)，實現(xiàn)了橋梁的伸縮補償和防水密封。施工過程中，結(jié)合橋梁的特點和環(huán)境要求，采用優(yōu)質(zhì)的材料和先進(jìn)的技術(shù)手段，確保了施工質(zhì)量和工程效果的可靠性。

舊金山－奧克蘭海灣大橋，是一座位置在美國舊金山灣區(qū)，連接舊金山、耶爾巴布埃納島以及奧克蘭的橋梁，海灣大橋是世界上跨度最大的橋梁之一。該橋采用了橡膠伸縮縫技術(shù)，有效適應(yīng)了海灣地區(qū)復(fù)雜的氣候條件和溫度變化。通過精確地設(shè)計和施工實踐，該橋的伸縮縫在多年的使用中保持了良好的性能和功能。

3.2 成功的施工經(jīng)驗和問題解決方法

通過分析成功的施工經(jīng)驗和問題解決方法，可以更好地指導(dǎo)公路橋梁伸縮縫施工實踐，提高施工的質(zhì)量和效率，保障公路橋梁的安全可靠性，從而加強對工程管理的不斷創(chuàng)新和技術(shù)持續(xù)研發(fā)，完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，推動公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。目前，總結(jié)出來的成功的施工經(jīng)驗和問題解決方法有以下4種。

第一，優(yōu)質(zhì)材料的選擇與使用。選擇高品質(zhì)、符合標(biāo)準(zhǔn)要求的伸縮縫填縫材料，確保其優(yōu)良的彈性和耐久性，以適應(yīng)復(fù)雜的溫度變化和交通負(fù)荷要求。

第二，準(zhǔn)確的設(shè)計和方案選擇。根據(jù)實際情況進(jìn)行精確的伸縮縫設(shè)計和方案選擇，合理安排伸縮量和伸縮補償，避免結(jié)構(gòu)應(yīng)力過大或失去功能[3]。

第三，施工現(xiàn)場管理的規(guī)范與控制。建立完善的施工現(xiàn)場管理制度，包括嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程、加強施工過程中的質(zhì)量檢驗和監(jiān)控，并確保施工人員的安全意識和安全操作。

第四，技術(shù)問題的及時解決與調(diào)整。在施工過程中，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題，如填充材料的不足或過多、連接方式的不適合等，并靈活調(diào)整施工方案，保證施工進(jìn)度和質(zhì)量。

4 影響因素和挑戰(zhàn)

4.1 自然環(huán)境和氣候條件

自然環(huán)境和氣候條件是影響公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的重要因素之一。溫度的不斷變化會引起橋梁結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮，要求伸縮縫能夠適應(yīng)這種變形，提供足夠的伸縮量[4]。高濕度和頻繁的降雨可能導(dǎo)致水分對伸縮縫材料的侵蝕和損壞，需要進(jìn)行防水處理。鹽湖或近海地區(qū)的特殊環(huán)境會對橋梁結(jié)構(gòu)和伸縮縫材料產(chǎn)生腐蝕性影響，需要選擇耐腐蝕材料并采取額外的防護(hù)措施。

4.2 材料選擇和使用

正確的材料選擇和使用對于伸縮縫的性能和壽命具有關(guān)鍵影響。材料應(yīng)具備良好的彈性和耐久性，以承受伸縮變形和交通負(fù)荷帶來的應(yīng)力。填充材料應(yīng)具備良好的粘接性和密封性，確保伸縮縫的功能和水密性。材料應(yīng)具備良好的耐候性和耐腐蝕性，能夠適應(yīng)不同氣候和環(huán)境條件。

4.3 工程設(shè)計和施工要求

工程設(shè)計和施工要求對伸縮縫的施工技術(shù)產(chǎn)生直接影響。橋梁的結(jié)構(gòu)形式和功能要求會直接影響伸縮縫的設(shè)計和施工方案的選擇，需要確保伸縮縫能滿足橋梁的使用需求。在施工進(jìn)度緊迫和安全要求高的情況下，需要合理安排施工計劃、加強施工人員培訓(xùn)和安全管理，并確保施工質(zhì)量和安全性[5]。根據(jù)國家和行業(yè)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，確保伸縮縫的施工符合規(guī)范，并保證使用壽命和功能性能的可靠性。

在面對這些影響因素和挑戰(zhàn)時，需要科學(xué)、合理地進(jìn)行設(shè)計選擇、材料準(zhǔn)備和施工安排。此外，不斷創(chuàng)新、開展技術(shù)研究和經(jīng)驗總結(jié)，提升公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的應(yīng)對能力和適應(yīng)性也是非常重要的。

5 未來發(fā)展方向和建議

公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)應(yīng)加強創(chuàng)新、注重環(huán)保、提高自動化水平。通過有效的技術(shù)研發(fā)和實踐經(jīng)驗總結(jié)，不斷完善和提升公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)，為公路交通運輸?shù)陌踩涂沙掷m(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。具體有以下5點發(fā)展建議。

5.1 技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)

加強對公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，開發(fā)出更先進(jìn)、更耐用、更可靠的材料和技術(shù)，以適應(yīng)復(fù)雜的氣候條件和交通負(fù)荷要求。

5.2 自動化和數(shù)字化施工

借助自動化和數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)伸縮縫施工的精準(zhǔn)控制和高效率。通過引入機器人施工、無人機監(jiān)測等技術(shù)，提升施工質(zhì)量和速度，并減少對人力資源的依賴。

5.3 環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

注重環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，在材料選擇和施工過程中考慮低碳、環(huán)保的方案。推廣使用環(huán)保型填充材料，并加強對施工廢料的處理和回收利用。

5.4 國際標(biāo)準(zhǔn)與合作

加強與國際合作，學(xué)習(xí)和借鑒其他國家的先進(jìn)經(jīng)驗和技術(shù)，推動公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的國際化標(biāo)準(zhǔn)化，提升我國在該領(lǐng)域的競爭力和影響力[6]。

5.5 人員培訓(xùn)與管理

加強對施工人員的培訓(xùn)和管理，增強其專業(yè)技能和安全意識，建立健全的施工人員培訓(xùn)體系，并強化施工現(xiàn)場的安全管理和質(zhì)量控制。

6 結(jié)束語

公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的應(yīng)用對于保障公路橋梁的安全和可靠性具有重要的意義。通過設(shè)計合理的施工方案、選擇適當(dāng)?shù)牟牧希?yán)格控制施工質(zhì)量和安全措施，可以提高公路橋梁伸縮縫的性能和使用壽命。

針對影響因素和挑戰(zhàn)，如自然環(huán)境條件和工程要求的變化，需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)范制定，以適應(yīng)不同地區(qū)和場景的需求。未來的發(fā)展方向包括加強研究與實踐之間的緊密聯(lián)系，推動公路橋梁伸縮縫施工技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，為公路交通的安全與便捷作出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2023-12-12

作者簡介：王凱（1979—），男，山東泰安人，本科，高級工程師，研究方向：交通工程。