雷 斌
(交通運輸部科學研究院,北京 100013)
為避免橋梁投入使用后因氣溫變化、混凝土收縮等因素導致橋梁結構發生變形以及梁端位移,并引發結構內部應力而在橋梁梁端間及梁端與橋臺背墻間設置伸縮縫來滿足梁體變形。伸縮縫在投入使用后長期暴露在大氣環境中,直接承受車輛荷載的反復沖擊而極易損壞,伸縮縫一旦損壞則導致行車噪音、跳車及漏水現象,既影響行車安全又縮短橋梁使用壽命,因而研究伸縮縫安裝工藝及質量控制要點對延長其使用壽命具有深遠意義。
施工前應制定詳細的施工組織設計,對切縫、型鋼安裝及混凝土澆筑等工序進行仔細檢查,待驗收合格后方可進入下道工序施工;應對伸縮縫位置進行編號檢查,同時應對伸縮縫進行順直度、平整度、扭向及間距等進行驗收,應保證施工機械設備配備齊全并能可靠運行,合理選擇混凝土拌和站以免因長距離運輸而出現混凝土離析,同時應配備土工布、彩條布等以防止污染路面等。
切縫前可在縫隙兩側沿橋梁橫向放置,并用膠帶紙固定3m寬編織布一條,用來堆放雜物并防止施工中產生的石粉污染路面;結合各類施工縫設計要求進行精確放樣并確定開槽寬度,之后彈線以保證縫隙順直;縫隙切割時應確保將瀝青混凝土切透,無啃邊現象,以免開槽過程中邊側混凝土松動,縫隙切割完成后應立即用清水將切割過程中產生的石粉清洗干凈,若為干切則應立即用鼓風機吹干切割過程中產生的石粉;縫隙切割完畢后則可進行開槽,通常采用風鎬開槽,開槽過程中應將槽內混凝土及松動的水泥混凝土清除干凈,并將兩側鑿毛至堅硬層,后用強力吹風機將內部浮塵和雜物清除以保證新舊混凝土良好結合;若開槽后存在梁間間隙不符合要求則應先將槽內鋼筋理直理順,并檢查預埋鋼筋數量,若數量不足則對漏埋或折斷的鋼筋進行補植,并保證補植深度不小于15cm,或采取補打足夠數量的膨脹螺栓以保證后期型鋼安裝質量[1]。
在型鋼定位前應先對其平直度進行檢查,以免因運輸及拆卸過程對其平直度帶來影響,在整個安裝過程中經常性地對其平直度進行檢測,最終控制其誤差在3mm范圍內,用3m直尺檢測其平整度誤差不超過2mm,型鋼頂面與路面高差控制在2mm范圍內。
1.4.1 運輸
一般伸縮縫是在工廠組裝好后運往工地,出廠前應按照圖紙要求對其裝置尺寸進行檢查,并用夾具固定以保證圖紙需求寬度;應將吊點部位標出以免在吊裝過程中伸縮縫變形,若伸縮縫需長距離運輸或長度受限制則應分段運輸,運至現場后再逐一對其進行檢查驗收,應拒絕采用運輸過程中已經發生扭曲或翹曲變形的伸縮縫,對驗收合格的應在支墊平整后方可碼放,以保證其不翹曲、傾斜,碼放好后的伸縮縫應避免露天存放。
1.4.2 安裝
在進行伸縮縫安裝時,應保證構造端部間的空隙寬度和伸縮縫安裝預定寬度同環境溫度相適應,并應在廠家提供的夾具控制下進行安裝,若安裝溫度超出規定范圍則應結合橋梁跨徑、橋面連續長度以及安裝時環境溫度等進行綜合計算以調整安裝參數;安裝時應保證伸縮縫中心線同梁端中心線重合,需現場對接的伸縮縫在對接時應將兩端上平面置于同一水平面,以使兩端接口處緊密并調直校正,而后用厚度不小于2cm的鋼板鉚焊,在焊接時應先焊接頂面后焊接側面,最后焊接底面,并應及時將焊渣清除,焊接完成后應用手提砂輪鋸將頂面磨平并涂刷防腐漆。
1.4.3 定位及標高控制
定位采用角鋼借助直尺進行,施工順序應由中間向兩端調整其頂面寬度,并應控制伸縮縫標高,后對伸縮縫縱向直線度進行調整,待標高和直線度符合要求后,且當時縫隙寬度符合安裝環境溫度要求則可進行臨時固定,一般可通過將預埋筋扳靠到臨近錨環上進行焊接,順序為自中間向兩端每隔2~3個錨固筋焊接一個焊點,焊接時應兩側對稱施焊以保證其不變位[2];對于伸縮縫焊接,在進行焊接固定時應采用U型或鋼筋進行加固連接,以免預埋筋同異型鋼梁錨固筋間的不符現象,確保后期伸縮縫同梁體間牢固連接,應保證連接部位焊縫長度不低于10cm,并應采用淺接觸以保證焊接長度,焊接過程中嚴禁出現電焊、跳焊及漏焊等現象,焊接牢固后應盡快將臨時固定卡具、定位角鋼等用氣割槍割掉以實現其自由伸縮。
由于焊接結束時伸縮縫處于正常伸縮狀態,因而此時應選擇寬度比縫隙寬度寬50cm、長度約為200mm、高度低于槽口約4cm的泡沫板進行構造縫填塞,填塞時應將上面橫向切成V形槽以保證其可塞入兩邊梁下的間隙內,并應向一個方向靠攏擠緊以防止后期漏漿,最終塞縫寬度應保證伸縮縫的最小設計寬度,以防混凝土自上部進入型鋼內溝槽,并應用膠帶將型鋼上面封好,之后則可沖洗槽口。
在進行混凝土澆筑前,應再次檢查伸縮縫裝置的平整度、中線位置及縫隙等是否符合要求,若出現位移則應先進行校正后方可澆筑混凝土,并先在伸縮縫兩側鋪上塑料布以免其污染瀝青路面。澆筑后的混凝土初凝后應及時覆蓋塑料薄膜或土工布,終凝后則應進行灑水養護以保持濕潤,常溫狀況下24h后則可將堵頭模板拆除,混凝土養護期一般不應少于7d,若確需通行則應搭設懸空踏板并設專人負責;當混凝土強度達到設計強度的50%時則可安裝V型結構橡膠密封條,以滿足側向和垂直方向位移,并可起到清除泥沙及防水作用,安裝前應先將縫隙內充當模板的泡沫板及雜物清除,并在凹槽內涂抹一層潤滑油,后用專用撬杠將橡膠條嵌入;混凝土強度低于設計強度的90%前不允許車輛通行,并應在橋梁兩端設置明顯的警示標志以進行交通管制,防止車輛誤入而損傷伸縮縫平整度。
應在切縫前進行路面平整度檢測,若平整度不符合要求則應適當擴大切割面寬度,若加寬后仍不能滿足伸縮縫安裝要求則應對該部位進行返工處理;開槽深度不應小于12cm,開槽后應禁止施工人員踩踏兩側邊緣以造成兩側混凝土受損。
安裝過程中應保證誤差為同一符號,以免同一伸縮縫上不同位置出現正負誤差;伸縮縫固定好后應對頂面標高進行復測,以確保臨時固定過程中未出現變形或偏差,若其符合要求則應由中間向兩端將錨固筋和預埋筋在兩側同時補焊,條件允許則應一次全部焊牢,若條件不允許則應先焊接一側待后期達到預定安裝溫度再進行另一側焊接,焊點與型鋼間距不應小于5cm,以免發生變形,在焊接過程中應隨時用直尺和塞尺檢查型鋼的平整度,最終其平整度控制在0~2mm范圍內。
澆筑應采取對稱澆筑的措施,并重點澆筑伸縮縫內部和下方以及橋面和型鋼頂面交接部位,澆筑后的混凝土多采用插入式振搗棒振搗,并應嚴格控制振搗時間以保證混凝土的密實性,澆筑并振搗完畢后應用木抹子將混凝土表面搓出水泥漿,并分數次按照常規抹壓平整,最終混凝土表面比瀝青路面低1~2mm為宜,以免過高或過低導致跳車現象;避免將混凝土濺填在密封橡膠帶縫中及其表面,一旦出現則應及時清除[3]。
伸縮縫作為橋梁中承受最大動力荷載的附件而直接影響橋梁的使用壽命,同時橋面較小的不平整則會導致其承受巨大沖擊力而造成損壞,伸縮縫一旦損壞會導致跳車現象,最終影響橋梁的結構安全,因而嚴格按照工藝進行伸縮縫施工是保證伸縮縫施工質量,保證橋梁使用壽命的重要舉措。
[1]秦順全.橋梁設計與施工技術[M].北京:人民交通出版社,2002.
[2]徐君蘭.大跨度橋梁施工控制[M].北京:人民交通出版社,2000.
[3]孔慶學,王偉波.論橋梁伸縮縫的設計及其質量控制措施[J].民營科技,2009,(6):159.