淺談橋梁伸縮縫的改造施工

沈慶龍

（中鐵四局集團第五工程有限公司,江西 九江 332000）

1 概述

伸縮裝置是橋梁結構的重要構件。由于氣溫變化、砼的收縮與徐變、橋面縱坡及行車制動力等因素的影響，將會引起橋梁長度的改變，因而需要在梁端或適當的位置安裝伸縮裝置。但由于橋面伸縮縫設置在梁端構造薄弱部位，直接承受車輛反復荷載的作用，又多暴露于大自然中，受到各種自然因素的影響，因此，伸縮縫易損壞、難修補，經常發生各種不同程度的破壞。為確保橋梁伸縮縫發揮其正常功能，保證橋梁結構的安全性和行車舒適性，必須經常維修保養。

1 橋梁伸縮縫概述

橋梁伸縮縫是指為適應材料脹縮變形需要而在橋梁上部結構中設置的間隙。為使車輛平穩通過橋面，在橋梁伸縮縫處設置的由橡膠和鋼材等構件組成的各種裝置稱為伸縮縫裝置。當前，對于橋梁伸縮縫一般有對接式、鋼制支承式、組合剪切式(板式)、模數支承式以及彈性裝置。①對接式伸縮縫。對接式伸縮縫裝置，更具其構造形式和受力特點的不同，可分為填塞對接型和嵌固對接型兩種。填塞對接型伸縮裝置是以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙，伸縮體在任何情況下都處于受壓狀態。該類伸縮裝置一般用于伸縮量在40mm以下的常規橋梁工程上，但目前已不多見。嵌固式對接伸縮縫裝置利用不同形態的鋼構件將不同形狀的橡膠條(帶)嵌牢固定，并以橡膠條(帶)的拉壓變形來吸收梁體的變形，其伸縮體可以處于受壓狀態。也可以處于受拉狀態。②鋼制支承式伸縮裝置。當橋梁的伸縮變形量超過50mm時，常采用鋼質伸縮裝置。該伸縮裝置當車輛駛過時往往由于梁端轉動或撓曲變形而產生拍擊作用，噪聲大，而且容易使結構損壞。因此，需采用設有螺栓彈簧的裝置來固定滑動鋼板，以減少拍擊和噪聲，該伸縮縫的構造相對復雜。③組合剪切式(板式)橡膠伸縮裝置。該裝置是利用各種不同斷面形狀的橡膠帶作為填嵌材料的伸縮裝置。由于橡膠富有彈性，易于粘貼，又能滿足變形要求且具備防水功能。因此，目前在國內、外橋梁工程中已獲得廣泛應用。④模數支承式伸縮裝置。板式橡膠制品這一類伸縮裝置，很難滿足大位移量的要求；鋼制型的伸縮裝置，很難做到密封不透水，而且容易造成對車輛的沖擊，影響車輛的行駛性。因此，出現了利用吸震緩沖性能好又容易做到密封的橡膠材料，與強度高性能好的異型鋼材組合的，在大位移量情況下能承受車輛荷載的各類型模數支承式(模數式)橋梁伸縮裝置系列。⑤彈性體伸縮裝置。彈性體伸縮裝置分為鋅鐵皮伸縮縫和TST碎石彈性伸縮縫，彈性體伸縮裝置是一種簡易的伸縮縫裝置，對于中小跨徑的橋梁，當伸縮量在20mm-40mm以內時可以采用TST碎石彈性伸縮縫裝置，是將特制的彈塑性材料TST加熱熔化后，灌入經過清洗加熱的碎石中，即形成了TST碎石彈性伸縮縫，碎石用以支持車輛荷載，TST彈塑性體在一25℃～60℃條件下能夠滿足伸縮量的要求。

2 伸縮縫的施工準備

2.1 橋面

為保證施工控制簡單又能達到高質量，現今伸縮縫的施工都在橋面黑色鋪裝連續攤鋪完成以后進行。如果先施工伸縮縫，橋面黑色鋪裝的攤鋪作業不能連續進行，攤鋪機在伸縮縫兩側都得進行調整，而對于斜橋，根本無法進行調整，必須手工作業，很難達到要求的質量標準。

(1)在攤鋪黑色鋪裝以前，對梁端縫隙進行填塞，防止瀝青混合料在攤鋪和碾壓時塌落；(2)在伸縮縫寬度范圍內，梁頂面作好隔離層，便于黑色鋪裝的鑿除；(3)橋面黑色鋪裝完成以后，按圖紙精確定位放出伸縮縫兩邊線；(4)使用無齒鋸，沿兩邊線切割瀝青混凝土橋面鋪裝并鑿除，要求切縫整齊，順直平行，間距相等，立面垂直，不得彎曲、折線和啃邊掉角現象發生；(5)清除梁端填塞物和隔離層，將橋面混凝土鑿毛，并清理干凈。

2.2 伸縮縫

(1)檢查伸縮縫的質量和出廠合格證，伸縮縫不得產生彎曲、扭轉等變形；(2)按生產廠家要求的方法裝卸、放置和運輸，不得因運輸產生損壞和變形；(3)橡膠止水帶應用天然橡膠不能用再生原料制作，性能符合要求，斷面均勻，外觀無缺陷。

2.3 水泥混凝土

(1)必須采用優質普通硅酸鹽水泥、優質骨料，并進行各項指標試驗，合格后才能使用；(2)認真作好混凝土配合設計，一般情況下混凝土強度要比梁體高一個等級；(3)交通量大和重載車多的情況下，水泥混凝土可摻入適量的聚丙烯纖維，以提高其耐久性。

2.4 安裝定位值

大氣溫度不斷變化，梁長也跟著不斷伸長和縮短。因此，安裝時的不同氣溫伸縮縫的寬度也隨之發生變化，即安裝定位值是不一樣的。安裝定位值必須滿足，在最高氣溫時伸縮縫還剩有最小的工作寬度和一定的富裕，而在最低氣溫時不能超過行車要求的最大縫寬，所以根據安裝氣溫確定安裝定位值。

對于橡膠伸縮縫，定位值是兩排固定螺栓的間距，其重要性更大，如果安裝定位值不準，不是造成高溫過分壓縮而凸起，就是低溫過分拉伸，使其壽命大大降低。

對于模數式伸縮縫，由于運輸的需要，其縫寬已被固定在某一氣溫(℃)的定位值上，如安裝氣溫與出廠固定縫寬的相應氣溫不同，則定位值必須根據安裝時的氣溫作出調整，按說明書的規定或按設計給出的縫寬與安裝溫度關系圖表確定。

至于安裝時的大氣溫度應按當時的5日平均氣溫為準，故要作好氣溫的觀測。

2.5 封閉交通

橋梁伸縮縫施工路段，必須設立醒目的禁行標志作好交通封閉，管制好通行車輛，嚴禁在施工路幅通行，以確保施工安全和伸縮縫的質量。

3 伸縮縫施工質量控制

3.1 安裝前的檢查與準備工作

檢查伸縮裝置鋼構件，其外觀應光潔、平整、不允許變形扭曲，其長度方向的直線應滿足1.5mm/m，全長應滿足10mm/10 m的要求；伸縮裝置在運輸中輕裝輕放(吊裝時應按照出廠標明的吊裝位置起吊)，在工地堆放時枕木墊高離地30M，并用雨布履蓋，防止變形；橋面中心線為基準切縫到位，取出損壞伸縮裝置并保證其切縫深度≥380mm，寬度每測≥450 mm，清掃槽內松動砼塊和泥石等雜物，并用水槍沖洗干凈；依照伸縮縫位移控制箱的位置切割礙事鋼筋，但不可齊根切斷，以備將來塔接。

3.2 伸縮量的計算與控制

安裝時的伸縮量須根據具體橋梁及實際施工氣溫計算確定，在最接近設計要求的溫度情況下則需切斷出廠時預先設定的門，根據當地安裝時的實際溫度，用千斤頂開縫器適當打開或壓縮伸縮縫寬度 (允許偏差±2mm)，然后再焊接牢固，以期達到伸縮縫寬度與實際溫度所要求的伸縮縫寬度相一致。

3.3 伸縮縫標高及縱橫坡控制

施工時定制的長1.2m的定位角鋼，每間隔2m固定于伸縮縫頂面。定位角鋼兩端用螺栓頂貼瀝青路面，通過螺栓進退來凋節伸縮縫的標高，用3mm不銹鋼檢測直尺測定，使伸縮縫頂面與兩側瀝青路面處同一平面內，并其縱坡、橫坡與路面相符。

3.4 伸縮裝置安裝

伸縮裝置安裝采用半幅施工法，安裝前必須用足夠的施工標志牌將車流與作業區隔開。最好選擇在+100C～+200C溫度范圍內焊接固定伸縮裝置，澆筑其砼。安裝時，注意伸縮縫的中心線與橋梁結構縫的中心線在同一條線上，并使其順縫向和垂直縫向頂面標高與設計標高相吻合后，按要求穿放橫向聯接水平鋼筋，然后用①32的鋼筋焊接在位移箱緊靠邊梁的兩側，以防止伸縮縫本身自重產生撓度，同時將伸縮縫的錨固裝置焊接在預埋鋼筋上，每隔1.5～2 m一個焊點，保證抄平后的伸縮縫不再發生移動即可。

3.5 澆筑砼

澆筑砼前在伸縮縫間隔處，應用泡沫塑料將其間填塞，防上澆注混凝土把間隙堵死，影響伸縮，然后安裝必要的模板。在砼預留槽內根據設計要求分段澆筑砼，應特別注意位移控制箱底板下砼的振搗密實。

4 結束語

伸縮縫施工往往在竣工通車前進行，工期很短，不得不以進度控制為主，忽視了混凝土的養生，混凝土沒有達到設計強度就提前開放交通，常常造成伸縮縫早期損壞。所以，伸縮縫的安裝必須有合理的施工周期，才能確保施工質量，這一點是不能忽視的。其次伸縮縫不是一勞永逸的，要及時進行維修保養，一經發現損壞就要立即進行修復，不能等到保養周期或一并修復，這樣必須導致伸縮縫更大的破壞。

[1]周國鈞等.混凝土工程裂縫調查及外強加固技術規程[M].北京：地震出版社，1992.