公路橋梁工程施工中的伸縮縫施工技術運用探析

劉國棟

摘 要：在現代公路橋梁工程中，伸縮縫作為一項關鍵施工技術，發揮著調節車輛荷載與橋梁材料所引起上部結構位移量的作用，是抑制橋梁結構形變與分散結構承載負荷的重要舉措，對橋梁結構質量、工程使用壽命、交通運輸安全具有重要影響。因此，為科學使用伸縮縫施工技術，充分發揮技術優勢，本文對公路橋梁工程施工中伸縮縫施工技術的運用進行探析，闡述技術工藝流程和操作要點，并提出質量控制措施，以供參考。

關鍵詞：公路橋梁工程;伸縮縫;荷載

中圖分類號：U445.4文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）07-0063-03

Application of Expansion Joint Construction Technology in Highway and Bridge Engineering Construction

LIU Guodong

（China Construction Communications Engineering Group Corporation United，Beijing 100142）

Abstract： In modern highway bridge engineering， expansion joint， as a key construction technology， plays an important role in regulating the displacement of superstructure caused by vehicle load and bridge materials. It is an important measure to restrain the deformation of bridge structure and disperse the structural load， which has an important impact on the quality of bridge structure， engineering service life and traffic safety. Therefore， in order to use the expansion joint construction technology scientifically and give full play to the technical advantages， this paper analyzed the application of expansion joint construction technology in highway and bridge engineering construction， expounded the technical process and operation points， and put forward quality control measures for reference.

Keywords： highway and bridge engineering;expansion joint;load

1 公路橋梁工程中伸縮縫施工概述

1.1 伸縮縫的作用

公路橋梁工程使用期間受過往車輛荷載、橋梁施工材料、外部氣溫變化等因素的影響，會產生程度不一的變形和位移現象，嚴重時，會破壞公路橋梁結構，縮減工程使用壽命，引發交通安全事故，造成極大的負面影響。為了滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺之間或橋梁的鉸接位置上設置伸縮縫，以調節由車輛荷載環境特征和橋梁建筑材料的物理性能所引起的上部結構之間的位移和上部結構之間的連接，減小公路橋梁結構所產生的變形位移量，進而延長工程使用壽命，保證交通運輸安全（見圖1）。同時，伸縮縫裝置還會使橋梁結構更好地適應端部位移變化，使整個梁體保持平穩狀態[1]。

1.2 伸縮縫施工質量影響因素

1.2.1 材料與溫度。在公路橋梁工程中，伸縮縫裝置對外部環境較為敏感，在外部環境溫度與空氣濕度發生明顯變化，或是溫濕度超過限值時，會加快伸縮縫裝置的老化速度。例如，若伸縮縫裝置長時間處于溫差較大的區域，受溫度變化的影響，其將出現熱脹冷縮的現象，從而導致性能削弱、金屬構件銹蝕與構件脫落。同時，當工程所在區域的最低氣溫低于-25 ℃時，如果在工程中安裝彈性伸縮縫裝置，在極度嚴寒的條件下，裝置將無法滿足工程要求。

1.2.2 安裝不當。在伸縮縫施工期間，可能會出現伸縮縫裝置安裝位置存在偏差，與橋面板和橋臺被墻處于垂直錯位狀態以及伸縮縫接頭處填縫材料硬化與砂漿脫落等問題。此外，在公路橋梁工程投運期間，伸縮縫裝置所承受過往車輛車輪沖擊力增大，實際使用壽命縮減。

1.2.3 荷載。從實際施工情況來看，伸縮縫裝置主要被安裝于梁端等構造較為薄弱、直接承受上部車輛荷載的部位。受到過往車輛荷載的反復作用，伸縮縫裝置容易出現破損問題，進而引發路面開裂、大面積塌方等質量問題[2]。

2 公路橋梁工程施工中伸縮縫施工技術的運用

2.1 切縫開槽

首先，施工人員參照施工圖紙確定路面切口形式與開槽寬度，使用切縫機對橋面進行加寬切縫處理，將切縫中心作為基礎點，確保兩側均勻對等，對切縫寬度與深度進行測量，如果未達到設計參數，對切縫部位進行返工處理（見圖2）。其次，使用風鎬等工具鑿除切縫部位松散的混凝土，對槽口表面進行鑿毛處理，清除縫內殘余填料，檢查槽內潔凈度以及伸縮縫與梁體間隙，如果未達到設計要求，要采取有效處理措施，如向槽內吹入高壓空氣來清除殘留填料。隨后，理順槽內分布的錨固筋與預埋筋，清除鋼筋表面殘留的銹跡，均勻涂刷防銹涂料，將彎曲鋼筋校直[3]。再次，在梁端間隙內填充塑料泡沫等材料，如果槽內預埋筋數量不足，可選擇在槽內設置一定數量的膨脹螺栓。

2.2 伸縮縫裝置安裝

首先，測量現場溫度，將現場溫度與伸縮縫裝置的出廠溫度進行對比分析，如果二者存在較大差值，則對伸縮縫施工方案進行變更調整，如調整伸縮縫定位空隙值。其次，將伸縮縫放置在槽口部位，對伸縮縫裝置的安裝位置、兩排固定螺栓間距、標高進行測量調整，將各項參數的偏差值控制在允許范圍內，如將定位寬度誤差控制在2 mm內。再次，在確定伸縮縫裝置位置無誤后，設置若干數量焊點，選擇合理的留設方式，對預埋鋼筋與異性鋼梁錨固鋼筋進行焊接，一次性完成焊接作業，并檢查焊接部位是否存在缺焊漏焊、焊肉不飽滿、夾渣等質量缺陷，確保焊接牢固度與質量達到設計標準。最后，施工人員使用切割氣槍等工具，去除伸縮縫裝置上設置的臨時性加固卡具及定位槽鋼，確保裝置可以自由伸縮調整。同時，在預留槽寬度達到110 mm的前提下，于槽體兩側區域設置鋼筋網，將鋼筋網標高設定在路面橋面標高下方3 cm處。

2.3 混凝土施工

在混凝土施工環節，首先，技術人員要根據工程情況科學制訂配合比方案，例如，在所攪拌的混凝土中加入適量的抗凍劑，或是加入高強纖維材料來改善抗裂性能。隨后，對混凝土溫度與坍落度進行檢查，如果存在混凝土離析現象，要對混凝土進行重復攪拌。其次，在混凝土澆筑過程中，提前在槽體兩側蓋設土工布，嚴格控制混凝土澆筑速度與高度，重點觀察是否存在混凝土漏漿等問題，并采取相應處理措施。再次，在混凝土澆筑完畢后，及時開展混凝土振搗作業，合理設置振點數量與分布位置，嚴格控制振搗棒插入深度，保持振搗棒、伸縮縫裝置、預埋件的安全間距[4]。同時，控制留振時間，在混凝土表面無氣泡持續冒出后，再結束振搗作業。最后，做好混凝土養護工作，在表面覆蓋塑料膜薄起到保濕作用，在模板周圍包裹棉簾起到保溫作用，定期向混凝土表面淋灑適量水分，并采取溫控措施將混凝土內外溫差控制在25 ℃以內。

3 公路橋梁工程中伸縮縫施工質量控制措施

3.1 材料質量控制

為降低材料因素對伸縮縫施工質量造成的影響，首先，應定期對伸縮縫裝置與混凝土等工程材料的性能質量進行檢查，及時更換破損裝置與劣質材料。例如，定期開展清查盤點工作，對現場所儲存伸縮縫裝置與材料情況加以檢查，如果出現材料潮濕受損的問題，要及時更換受損材料，并采取有效的處理措施，如在材料儲存區域安裝除濕機與蓋設防水蘸布。其次，組織開展混凝土試拌作業，依照配合比方案制備少量試樣，將試樣送至實驗室進行檢測，將檢測結果與混凝土性能指標進行對比分析，從而調整配合比方案，確定水泥等原材料的最佳用量。再次，在施工前，對所使用混凝土等材料與伸縮縫裝置的質量進行重復檢查，及時更換破損裝置與受損材料[5]。

3.2 焊接質量控制

公路橋梁工程受到溫度與空氣濕度等因素的影響，容易導致橋梁伸縮縫變形。對此，必須加強對伸縮縫與預埋鋼筋焊接質量的管控力度，要求伸縮縫裝置與預埋鋼筋等總拉力保持一致，唯有如此，方可減小伸縮縫變形量。為實現這一目的，在伸縮縫焊接前，對所使用型鋼的平整度與順直度進行測量，以把型鋼的順直度、平整度、頂面與路面高差分別控制在3、2、2 mm內。隨后，施工人員對現場實時溫度進行測量，以現場溫度為主要依據，調整伸縮縫裝置與預埋鋼筋的間隙。同時，還要改進伸縮縫焊接工藝，如采取分段焊接加固工藝，使用高性能電焊條，以保證伸縮縫焊接質量。

3.3 使用新型伸縮縫

從實際施工情況來看，在傳統技術工藝中，需要在橋梁的跨中部位或是在橋梁路基連接的橋臺部位橫向設置一條構造縫，從而將橋梁結構分為兩個獨立的部分，防止橋梁結構受到氣候溫度變化影響而形成裂縫。但是，由于存在一條構造縫，在公路橋梁工程使用期間，受過往車輛荷載作用的反復沖擊影響，容易造成伸縮縫破壞。同時，當伸縮縫安裝質量不佳，或是伸縮縫與橋面存在較大高差時，也將造成伸縮縫破壞，難以取得理想的抗裂效果。

為此，施工企業應積極使用新型伸縮縫，從根本上解決以上問題。例如，使用新型的TST無縫伸縮縫來替代傳統伸縮縫，這類伸縮縫是由高黏彈塑性材料制成的，在常溫下呈現彈塑狀態，在高溫熔化后，灌入碎石冷卻，保持為瀝青砼狀，可以將伸縮縫與橋面鋪裝層聯結成整體性結構，具有良好的密封性、防水性、平整性。在工程使用期間，將持續吸收各方面的變形與振動力，起到承受車輛荷載的作用。同時，TST高黏彈性塑性材料在高溫與極寒環境下不易出現變脆和流動現象，實際使用壽命較長，是一般改性瀝青材料的兩倍左右，在經濟效益方面具有突出優勢。

3.4 TST無縫伸縮縫質量控制

在使用TST無縫伸縮縫時，需要掌握以下技術要點。第一，打入膨脹螺栓。在槽口邊緣50 mm處沿橫向打入膨脹螺栓，將螺栓高度保持在槽口深度的一半左右，將相鄰膨脹螺栓的間距保持在250 mm左右。隨后，在螺栓內側螺帽頂部鉆設孔洞，在洞內插入一根鋼筋，將洞內鋼筋與頂端內側區域沿順縫設置的鋼筋進行焊接連接。第二，槽口處理。使用高壓水槍等設備，清除伸縮縫槽口與周邊區域的灰塵污漬與雜質，將槽口烘干，并保持干燥狀態，在周邊梁端的縫隙內部填充海綿膠條等密封材料。隨后，在槽口外露面涂刷黏合劑，對黏合劑厚度與均勻程度進行檢查，將其靜置15～20 min，向槽內緩慢倒入處于熔化狀態的TST材料，將TST均勻涂抹在槽口側面和底面部位，厚度控制在1.5 mm，放入跨縫鋼板，要求鋼板對中。第三，灌料。將槽口一端設為起始點，向另一端延伸灌入經過預熱處理的砂石，再澆灌一層TST材料。同時，采取分層攤鋪工藝，各攤鋪層厚度等同，重復上述步驟，直至達到設計標高為止。隨后，使用平板振動器與刮板等器具，對攤鋪層進行振搗與刮平處理，使攤鋪層高度保持在橋面鋪裝層上方1.5 mm處即可。對攤鋪層進行封面與表面修整處理，去掉兩側擋板，靜置冷卻1.5 h，即可形成TST無縫伸縮縫。

4 結語

伸縮縫作為現代公路橋梁工程中一種分解橋梁結構應力的技術手段，對公路橋梁工程建設具有重要的現實意義。因此，施工人員必須深入了解伸縮縫施工技術的工藝流程與操作要點，嚴格控制各施工環節質量，保證公路橋梁工程使用安全。

參考文獻：

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[2]丁鵬程.高速公路橋梁伸縮縫病害原因分析及維修技術[J].科技與創新，2018（18）：68-69.

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[5]黃志忠.公路橋梁伸縮縫施工技術探討[J].中國標準化，2018（24）：33.