無縫橋梁接線路面施工技術研究

尹 貫 需

(河北建設集團有限公司，河北 保定 071000)

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無縫橋梁接線路面施工技術研究

尹 貫 需

(河北建設集團有限公司，河北 保定 071000)

介紹了無縫橋梁的含義和類型，分析了無縫橋梁接線路面構造與施工技術要求，并結合某無縫橋梁接線路面溫度降低時的力學性能，總結了CRCP接線路面的施工技術要點及工藝流程，以供參考。

無縫橋梁，CRCP接線路面，構造要求，施工技術

為了消除橋梁由于膨脹而引起的變形破壞，在橋梁的建設中常常采用設置伸縮縫的方法。由于橋梁最不利位置的荷載直接作用在伸縮縫上，使伸縮縫比橋梁的其他部位先發生破壞，需要長期維護[1]才能保證伸縮縫的正常使用。伸縮縫的好壞直接影響車輛行駛的舒適度和駕駛人員的安全性，其嚴重時將對橋梁的耐久性和安全性產生影響。采用無縫橋梁結構，不僅可以取消伸縮縫的設置，還可以吸納主梁的溫度變形。無縫橋梁從聯接技術角度來說，是橋梁的搭板、主梁與接線路面通過無縫連接形成一個整體結構。從廣義的角度來說，無縫橋梁是為了取消橋墩處接縫的結構，而采用的連續橋跨、整體式墩帽、活載作用下結構。無縫橋梁提高了橋梁的耐久性比普通橋梁的抗震性能更好，同時無縫橋梁的施工、維護費用更加低廉[3]。自20世紀以來，國內外的學者開始關注無縫橋梁的設計與建設，并開始在許多國家廣泛運用[4,5]。我國自20世紀90年代也開始了無縫橋梁的研究。很多研究機構在理論上對無縫橋梁進行較為深入的研究[6]。

1 無縫橋梁接線路面構造要求與施工技術

普通橋梁與連續配筋混凝土路面經過無縫連接，組成無縫橋梁的結構體系。由于采用無縫連接技術，無縫橋梁上由溫度產生的變形能通過鋼筋作用傳遞至連續配筋混凝土層并予以吸收。無縫連接方式見圖1。為了滿足受力性能和使用功能要求，CRCP層與貧混凝土基層間應采用瀝青表處封層[7]，并在接線路面末端設置鋼筋混凝土地梁[8]，切地梁與后續普通路面應在連接處設脹縫。

當橋梁所處的環境溫度變化時，主梁變形通過搭板拉動作用將在貧混凝土基層和CRCP層之間產生摩擦力。當摩擦力過大時，在橋梁的前半段將出現CRCP接線路面的裂縫集中，主梁上的變形傳遞受阻，主梁產生較大反作用力。為了減少主梁與普通路面連接處的摩擦力，可以在混凝土路面中設置隔離層[9]。為了保證在溫度變化時，CRCP層與貧混凝土基層之間的良好接觸，可以將瀝青表處封層設置在接線路面的連續配筋混凝土層與貧混凝土基層之間。接線路面隨著溫度反復的變化將受到周期性的拉壓作用，在末端可能產生一定范圍的位移。接線路面末端的位移較大將影響后續路面結構的連續性，造成破壞。所以常在混凝土面層與其他類型路面相連接的端部設置錨固結構，其主要形式是混凝土地梁，如圖2所示。搭板傳遞的豎向軸力可以直接作用在混凝土地梁上，從而減弱了主梁對接線路面的拉伸和壓縮作用。地梁的設置有力的分擔了主梁由于變形對后續路面的不利影響，保證了橋梁的正常使用[10]。

為了保證無縫橋梁與后續普通路面能夠連接順暢，需要在連接處設置一條具有良好收縮性的脹縫。瀝青纖維板和泡沫橡膠板具有良好的耐久性和適應混凝土板膨脹收縮性能，所以通常在CRCP接線路面端部地梁與后續路面的連接處，設置一條具有一定長度的瀝青纖維板或泡沫橡膠板脹縫。

2 溫度對主梁裂縫的影響

溫度變化時，主梁的收縮變形將影響CRCP接線路面的受力性能。接線路面CRCP層可以吸納主梁的變形。對受載狀態下主梁的分析，建立在四個假設基礎上：1)忽略接線路面的橫向受力；2)CRCP板溫度場分布均勻各向同性；3)臺后填土無沉降；4)無車輛行駛通過，即路面行車載為零。當環境溫度下降時，主梁發生收縮，接線路面發生彈性變形。最大拉應力出現在搭板與接線路面的連接處。當拉應力大于混凝土抗拉強度時，連接處附近出現第一條裂縫。隨著主梁溫度進一步降低，變形逐步增大，接線路面將逐漸出現更多的裂縫。當裂縫總寬度等于主梁變形時，裂縫將停止增加。裂縫總寬度用式(1)表示：

(1)

其中,wi為第i條裂縫寬度，m；Δl為n條裂縫寬度的總和，m。

主梁的變形可由式(2)表示：

(2)

其中,αc為混凝土線膨脹系數，αc=1×10-5℃；設計溫度ΔT為混凝土的合龍溫度與設計最低溫度之差；l橋為主梁長,m；ld為搭板長,m。

第i條裂縫處的鋼筋應力可用式(3)表示：

(3)

其中,Ψ為裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數，取系數為1；Es為鋼筋的彈性模量，MPa；lm為平均裂縫間距。

以下為某無縫橋梁接線路面施工工程的實例計算。其設計參數如下：橋長80.00m，搭板長度6.50m，C30連續混凝土層，溫差20 ℃，配筋率0.785%。設計和施工中使用的混凝土和鋼筋分別為：C30混凝土，抗拉強度為1.43MPa，彈性模量為3.0×104MPa；縱向鋼筋型號為HRB335，抗拉強度335MPa，彈性模量2.0×105MPa。

平均裂縫間距lm的計算根據TJ10—74鋼筋混凝土結構設計規范中計算設置螺紋鋼筋的軸心受拉構件的公式，計算可得裂縫的平均間距為0.334mm。共拉伸產生20條裂縫，其中第一條裂縫距離搭板末端0.205m處，最大的裂縫寬度為0.429mm，此時鋼筋上產生最大拉應力，通過式(3)可以得到最大拉應力值為257.09MPa。通過上述理論計算可以得到，該無縫橋梁接線路面施工工程滿足設計和施工要求。

3 無縫橋梁接線路面工程施工

3.1 工程施工中常見問題及處理方法

使用瀝青對表面進行封層、在連續配筋層澆筑混凝土澆筑和CRCP切縫，是無縫橋梁施工所面臨的主要問題。通過理論研究以及多年工程實踐經驗，瀝青表處封層時，組成瀝青的骨料及骨料的粒徑應嚴格遵守物理力學性能并且保證施工完成后瀝青的碾壓次數在規定的范圍內。進行連續配筋層混凝土澆筑施工時，應確保鋼筋綁扎焊接牢固，并嚴格控制施工現場的溫度。掌握好CRCP切縫的時間是確保切縫質量的關鍵，當在完全凝固后的混凝土版面上用木條刻畫出現白色痕跡時，此時便是切縫的最佳時機。

3.2 工程施工流程

根據以往的施工經驗，橋梁部分和接線路面部分應同時施工，既能保證工期的順利進行，又能節省施工時間及施工費用。橋梁施工順序：先完成下部結構施工，之后進行主梁的安裝，最后進行面板及防撞墻的施工。接線路面施工順序：首先填筑臺背及修筑路基，之后鋪筑水泥基層，然后澆筑貧混凝土基層，最后進行瀝青表面封層的施工。當橋梁施工與接線路面施工分別完成時，兩部分施工應合并在一起完成剩下的工程：首先架設鋼筋網，之后澆筑搭板、連續配筋層及地梁，然后進行CRCP切縫和脹縫的設置，最后進行瀝青混凝土上面層的鋪筑施工。

4 結語

本文介紹了無縫橋梁的定義和類型以及無縫橋梁和CRCP路面在國內外的發展現狀，通過理論研究以及多年工程實踐經驗，對無縫橋梁接線路面構造、施工技術要求和CRCP接線路面在溫度變化下的力學性能的分析。通過對某無縫橋梁變形的應力分析，可以確定該橋梁滿足設計和施工要求，解決了無縫橋梁設計中關鍵的問題。最后總結了無縫橋梁接線路面的施工設計要求和施工的基本程序，為以后無縫橋梁的設計與施工提供了有利依據。

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[10]JTGD40—2002,公路水泥混凝土路面設計規范[S].

Studyonjointlessbridgeapproachpavementconstructiontechnologies

YinGuanxu

(HebeiConstructionGroupCo.,Ltd,Baoding071000,China)

The paper introduces the definition and types of jointless bridge, analyzes jointless bridge approach pavement structure and construction technology demands, and summarizes CRCP approach pavement construction technology points and technology procedures by combining with mechanical performance of jointless bridge approach pavement when its temperature decreases, so as to provide some guidance.

jointless bridge, CRCP approach pavement, structural demand, construction technology

1009-6825(2017)12-0162-02

2017-02-13

尹貫需(1982- )，男，工程師

U416.2

A