公路橋梁工程施工中伸縮縫施工技術剖析

常林源

【摘 要】21世紀以來，中國正在以不容抗拒的姿態崛起，尤其是近幾年，我國經濟飛速發展，且在基礎設施建設中投入的資源也越來越多。我國的基建速度讓世界各國望塵莫及，甚至有“9小時內建成火車站”的壯舉，特斯拉CEO埃隆·馬斯克曾感嘆中國基建速度比美國快了100多倍。基建項目中，最重要的當數公路和橋梁的建設，它們是建筑事業的基礎，肩負著連接各區域的重任，關系到國計民生問題。文章結合實際，剖析公路橋梁工程施工中的伸縮縫施工技術。

【關鍵詞】伸縮縫施工技術;公路橋梁工程;施工應用;探析

【中圖分類號】U445.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）05-0132-03

近年來，我國城鎮化建設取得了顯著成效，大量農村人口涌入城市，造成城市人口劇增，這雖然帶動了我國經濟的增長，但也帶來了新的挑戰，例如，對公路橋梁的規模和質量要求不斷提升。此外，基建事業的飛速發展使得建筑行業供不應求，因此建筑公司門檻降低，施工質量問題頻出，尤其是公路橋梁開裂問題。為了提高公路橋梁施工質量，減少開裂問題帶來的不便，可應用伸縮縫施工技術。

1 保障公路橋梁工程施工質量的重要意義

首先，公路橋梁是居民出行必不可少的基礎工程建設，同時承擔著對外交通的重任，唯有健全的公路橋梁體系才能夠保證進出口貿易的平穩發展，從而促進城市的經濟交流和經濟發展。其次，第三產業中占重要地位的旅游業的發展也依靠公路橋梁的輔助。眾所周知，旅游業是目前國家大力倡導的產業，它的成本較低，對環境污染小，還能提供大量工作崗位，帶動當地經濟增長，以最小的代價獲取最大的效益。然而很多偏遠地區自然景觀秀美，但交通不便，無法吸引游客，也無法發展旅游業。最后，城市結構布局和園林設計等也與公路橋梁建設密不可分。所以說公路橋梁是城市交通的基礎，能夠為其他基建事業提供基礎保障，從而促進經濟發展。

2 公路橋梁裂縫問題的成因

2.1 橫向裂縫形成的原因

橫向裂縫主要是受到當地氣候變化影響而形成的，其受到溫度影響較大。目前我國公路橋梁大多采用較高的路基填土高度，而絕大多數公路基層都會采用半剛性結構，這種結構雖然有著諸如強度高等優點，但其對于溫度變化的抵抗力很低，再出現較大溫差或是較低溫度時就會發生收縮，促使裂縫的產生[1]。

2.2 縱向裂縫形成的原因

縱向裂縫的成因有以下2種：第1種是施工過程中采用了不恰當的施工方式，導致公路留有縱向裂縫;第2種則是受到當地自然條件影響而產生。例如，在拓寬公路時，由于操作不當，新舊路基無法完美契合，因而發生沉降，產生裂縫;又如，路基土較為濕潤，在公路建成通車后，靠近邊緣的部分由于車輛通過次數較少，因此能夠保留一部分水分，而公路中央水分迅速蒸發，之后不同位置路面的水平高度會發生改變，導致路面被拉裂。

3 公路裂縫的危害

3.1 破壞公路

首先，公路裂縫對于公路的破壞是毋庸置疑的，濕潤天氣必定會有水進入裂縫，在低溫天氣，水結冰時體積膨脹，因此裂縫長度和寬度都會隨之增加，導致公路整體發脹，出現面層材料拱起、路面凹凸不平，長期得不到修復和治理的公路甚至會出現較大的坑凹，最后難以繼續使用。

3.2 埋下安全隱患，影響汽車通行

在汽車高速行駛時，一條裂縫可能改變汽車的運動軌跡，若是路面上出現凸起和凹坑，對于司機而言可能造成滅頂之災，尤其在光線較差的情況下。另外，不平整路面的動摩擦因數會增加，即變得更為粗糙，對車輪的摩擦力增大，進而加重其磨損程度，減損使用壽命，人們長期通過有裂縫的路面，會蒙受一定的經濟損失[2]。

4 伸縮縫施工技術在公路橋梁工程施工中使用的影響因素

由于鋪設公路橋梁時需用到混凝土技術，因此影響其伸縮縫的主要因素為溫度變化，而濕度也會影響其中鋼材的使用，另外空氣中雜質過多也會加快橡膠材料老化;此外還有大量汽車通過，增加公路負載所導致的伸縮縫裝置角變位等問題。目前主要采用的無縫伸縮裝置適用于-25～60 ℃的范圍，我國大多數地區伸縮量小于50 mm的各種建筑結構都能使用。

4.1 溫度影響

伸縮縫施工技術中所使用的材料主要分為3種，其中起到主要固定作用、保證結構完整性的是混凝土與鋼材，二者對于外界溫度和濕度變化都較為敏感，容易因為外界條件的改變而造成質量下降。施工地出現較大溫差時，由于熱脹冷縮，金屬構件長度、體積等會發生微小的變化，這種肉眼不可見的變化在施工過程中也會影響金屬構件的性能，造成裂縫增大;另外，過于干燥的環境容易造成混凝土開裂，影響路面和橋面的美觀性與安全性，濕度過大又會使得金屬表面生銹，甚至造成脫落。

4.2 材料影響

4.2.1 混凝土特性

混凝土的化學本質是一種凝膠，以水泥為主要凝膠材料，與砂石按照一定比例混合后加水攪拌澆筑而成。水泥的主要化學成分是氧化鈣，這種物質遇到水會發生化合反應形成氫氧化鈣，反應過程釋放大量熱，這就是混凝土澆筑過程中會產生大量熱的原因。在施工過程中，混凝土導熱性差和澆筑時產生熱量的特性會使其內外產生較大溫差，造成開裂，影響正常使用[3]。這些裂縫無論是從數量上還是危害程度上都遠遠大于使用過程混凝土表面產生的裂縫，施工過程中稍有不慎，很可能導致路面和橋面二次開裂，造成不必要的麻煩。

4.2.2 混凝土中裂縫形成的原因

4.2.2.1 水泥水化過程釋放熱量

混凝土澆筑過程本身會產生大量熱，由于其透氣性差且內部分子間距小，顆粒間幾乎沒有可容空氣通過的微小縫隙，不具備透氣性，而且這種由砂子、水泥等物質混合形成的固體導熱性差，很難散熱，這部分熱量就會使得混凝土內部溫度升高，而外部溫度與當地環境一致，內外溫度不一致會導致混凝土表面開裂。

4.2.2.2 水分喪失引發的收縮

混凝土中必須保持一定的水分以供水泥硬化所需，在澆筑時往往會提供過量水分，隨著溫度升高，水分會自行蒸發。但若是有過多的水分蒸發，就會引起混凝土收縮，若是收縮完成后再吸收水分，又會導致體積迅速膨脹，產生大量裂縫。

4.2.2.3 外界氣溫驟變的影響

混凝土表面溫度會隨著當地外界氣溫的變化而變化，即混凝土表面溫度與氣溫等同。混凝土澆筑完成后必須進行養護，整個過程的時長視情況而定，一般為5～7 d，在這個過程中，若是外界氣溫驟變，則必定會引起混凝土內外溫差劇增，表面產生大量裂縫。因此，在一些晝夜溫差較大的地區容易一夜之間引發混凝土開裂。

4.3 混凝土配置材料的選擇

用于伸縮縫施工中的混凝土有著區別于普通混凝土的本質，并非只是在體積和長度、厚度上存在差異。最重要的區別在于此處使用的混凝土的厚度和表面積導致內部散熱困難，因而極易產生裂縫。所以在選擇水泥種類時，要充分考慮澆筑后混凝土的抗拉強度等因素，選擇合適的材料，例如采用水化熱度較低的材料，減少水泥水化釋放的熱量，進而為溫度控制工作提供便利，減少產生裂縫的現象。還有應當在保證工程能夠保質保量完成的前提下盡量用較少的水泥，并選擇適宜的外加劑，如減水劑，防止泌水現象對施工的影響，保證不發生二次開裂。

4.4 混凝土澆筑過程的溫度控制

4.4.1 材料的選擇與配置

應當在水泥強度足夠的前提下選擇水化熱較小的品牌，另外摻入外加劑，防止溫差過大。需要注意的是，在外摻膨脹劑時，要注意適當減少減水劑的用量，保證均勻合適的配比。

4.4.2 分層進行澆筑工作

混凝土在攪拌時，應當注意盡量保證勻速，向同一方向攪拌，在進行澆筑工作時，為防止溫差過大，應當采用合理分層的方法，使得混凝土高度緩慢均勻上升。

4.5 混凝土的內部溫度測量

在測量混凝土內部溫度時，可選取無縫不漏水鋼管，密封后插入材料低端，澆筑工作完成后向鋼管內部注入水或其他沸點較高的液體，再定期測量液體溫度，從而得知混凝土內部溫度[4]。

4.6 鋼材的選擇

在選擇伸縮縫裝置使用的鋼材時，應當綜合考慮當地氣候情況、斷面部位尺寸、鋼材強度等因素，選擇最合適的材料，所購進鋼材的性能必須符合我國發布的《優質碳素結構鋼》等文件中的規定，不同情況下適用的鋼材如圖1所示。

伸縮裝置中使用的所有鋼材都必須滿足表面平整、光潔的條件，通體不得有較大凹坑、裂紋、氣泡等痕跡，更不能有機械損傷，斷面不可有大于0.5 mm的毛刺，必須保證平整光滑。

4.7 橡膠帶的選擇

伸縮裝置中的橡膠帶乃是伸縮性能的主要來源，承擔著十分重要的任務，其物理性能如硬度、拉伸強度等必須符合我國施工標準要求，另外根據施工當地的環境，還需選擇具有強抗腐蝕性、耐鹽水性、耐油污性和抗老化性等特殊材料，防止橡膠帶老化斷裂，危及公路和橋梁安全。伸縮裝置中的橡膠帶尺寸應當滿足表1中的條件。

5 施工過程注意事項與施工要點

5.1 施工前的準備階段

在施工工作進行之前，首先應當考慮當地氣候特點，因地制宜，結合溫度和氣候變化并考慮到不同季節的溫度差，據此調整路基材料與定位高度。在確定環境因素后，應當按照我國相應的規章制度嚴格繪制圖紙，圖紙上交并通過審核后，應當將其印發給所有施工人員，要求他們牢記圖紙內容與要求，據此確定施工計劃，明確工程中每個環節的步驟和責任人，防止事后出現互相推諉的現象。另外，在施工前還應當認真檢查需要用到的材料設備，嚴禁使用假冒偽劣產品，埋下安全隱患。

預埋鏈接鋼筋時，要按照預先設計的文件圖紙中標明的高度與尺寸進行，預埋件保持合理間距，并調整夾角方向，使之與路面、橋面的方向一致，并對鋼筋高度進行調整，不能超過混凝土頂面。此外，梁板預埋伸縮縫鋼筋的方向也必須與梁板方向一致，且順應橋梁夾角。

5.2 施工階段

伸縮縫技術施工過程分為許多步驟，首先，切縫前要考慮實際情況，根據路面平整度調整施工方案;若擴大切割面仍不能起到作用，就需要先修整路面。另外，在地面進行切割工作時必然會出現大量粉塵，因此應當用鋼板覆蓋被切割路面。其次，伸縮縫在安裝前應當仔細檢驗是否為所需尺寸，是否為擬定好的圖紙中的寬度，在運輸時，若是伸縮縫體積過大，則可采用分段運輸法。另外，伸縮縫不可露天放置，否則會受到風雨侵蝕降低質量;安裝過程必須使用夾具，并且根據施工地的情況調整各項安裝參數，并盡量減小誤差。

5.3 施工完成后公路橋梁的保養維護

伸縮縫安裝工作完成后，還應當注重公路的保養維護工作，例如清理路面上施工留下的障礙物，并且仔細檢查完成施工后的路面，檢查有無遺留問題和破損裂縫現象，要保證規定時間內不出現質量問題，防止二次返工。此外，還要做好保溫與保濕工作，既要防止混凝土開裂，又要防止金屬構件銹蝕。

6 結語

在新的經濟形勢下，各個國家之間的競爭十分激烈，我國想要快速發展經濟，就必須注重以公路橋梁建設為首的基礎設施建設工作，而想要保證公路橋梁的質量，為其他基建工作提供可靠的基礎保障，就應當將伸縮縫技術應用到公路橋梁建設當中，減少甚至杜絕表面開裂現象。

參 考 文 獻

[1]羅永，陸佳佳，董偉.淺談橋梁伸縮縫施工工藝及病害原因分析[J].公路交通科技（應用技術版），2011（12）：234-237.

[2]李俊，周敏.橋梁大位移伸縮縫破壞原因分析及更換施工技術[J].公路交通科技（應用技術版），2012（4）：4-6.

[3]田文國.伸縮縫安裝的施工處理[J].公路工程，2009（3）：115-116.

[4]張學志，張炳濤，于志東，等.柔性伸縮縫在橋梁維修工程中的應用[J].公路，2017（8）：136-138.