高速公路橋梁伸縮縫施工安裝質量研究

摘 要：在高速公路橋梁結構中，伸縮縫直接承受汽車荷載的強烈沖擊，加上自然環境的影響，橋梁結構極易受到損壞，且修補部位難度大。伸縮縫安裝不當，會引起早期損壞，從而產生跳車現象，影響汽車駕駛的舒適感。為了保證橋梁結構可以正常使用，需要重視伸縮縫施工安裝質量。從橋梁伸縮縫類型出發，闡述了影響伸縮縫安裝質量的主要因素，并提出了具體的安裝質量控制措施，希望能夠提升施工質量。

關鍵詞：高速公路;橋梁伸縮縫;安裝質量

中圖分類號：TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）07-0050-03

1 橋梁伸縮縫類型分析

橋梁伸縮縫的應用，不僅可以確保橋面結構安全，還可以進一步提升施工質量。但在長期使用當中，很容易出現伸縮縫跳車情況[1]。為了合理控制伸縮縫質量，必須對目前常用的幾種伸縮縫類型有所了解，比如毛勒式伸縮縫、鋼板式伸縮縫等，具體如下：

1.1 毛勒式伸縮縫

作為一種較為先進的橋梁伸縮裝置，它屬于鋼-橡膠組合形式。毛勒伸縮縫施工安裝簡單、快速，且可做到收縮靈活，在行車過程中不會出現跳車，能夠達到車輛高速行車的需求。

1.2 鋼制支承式伸縮縫

通過鋼材制作而成的伸縮縫被稱為鋼制支承式伸縮縫。此類伸縮縫可以直接承受車輪碾壓荷載，可分為2類：一是鋼梳齒板伸縮縫，主要適用于中、大跨徑的橋梁，可以承受的水平變形較大，伸縮量超過40 mm。二是鋼板疊合式伸縮縫，相比之下，鋼板疊合式伸縮縫的伸縮量較小，在30 mm以內[2]。

1.3 數模支承式伸縮縫

數模支承式伸縮縫不僅需要橡膠材料，還需要異性鋼材，是兩種材料的組合體，在位移量較大的狀況下，數模支承式伸縮縫仍能直接承受行車荷載。

1.4 對接式伸縮縫

目前來講，對接式伸縮縫主要分為2種類型;一是填塞式對接伸縮縫。此類伸縮縫主要用于常規橋梁，即伸縮量小于40 mm。二是嵌固式對接伸縮縫;適用的橋梁工程伸縮量通常在80 mm以下，包括80 mm。

1.5 板式橡膠伸縮縫

基于橡膠材料剪切模量低的原理，而進行板式橡膠伸縮縫設計、加工與制作。利用螺栓將橡膠體和梁端連接在一起，構成一個完整的整體，再通過伸縮縫上下凹槽的橡膠體剪切變形作用，從而達到梁體結構相對位移的需求，并用于直接承受車輛荷載。除此之外，還可以將2塊錨固鋼板設于橡膠伸縮體內，利用螺栓和梁端進行連接，并共同受力。此類伸縮縫的優點在于跨徑間隙大，且行車穩定。

1.6 無縫式伸縮縫

在接縫構造不伸出橋面的條件下，將彈性材料填入橋梁端部伸縮間隙，隨后鋪筑防水材料，并將彈性復合材料鋪在橋面鋪裝層，這樣便可以將伸縮縫位置的橋面鋪裝和其余鋪裝位置連成一個整體。此類伸縮縫的優點在于防水性好、施工簡便、易于維修等[3]。

1.7 三維方向變形橋梁伸縮縫

當前，橋梁工程發展迅速，結構形式不斷改變與創新，三維方向變形橋梁伸縮縫主要用于異型橋跨結構變形，此類伸縮縫可以滿足三向變形需求，即縱向、橫向、豎向。

2 影響橋梁伸縮縫施工安裝質量的主要因素

伴隨我國交通運輸事業的快速發展，橋梁伸縮縫裝置也在逐漸發展、進步。橋梁工程當中，主要在梁端等結構中安裝橋梁伸縮縫裝置。此部位屬于薄弱部位，不僅要承受大量行車荷載，還會受雨水、陽光等自然因素的影響，因此很容易由于自身破損，而破壞梁板、橋面鋪裝層等。一旦破壞了橋梁伸縮縫，便會加劇橋梁損壞速度，影響橋梁使用壽命。在橋梁建設規模和數量持續增長的今天，大量新型伸縮裝置不斷被用于橋梁工程，且取得了良好的應用效果[4]。

2.1 溫度的影響

在高速公路橋梁施工中，溫度是影響伸縮縫施工安裝質量的一大因素，由于伸縮縫始終處于一個露天的環境當中，受自然因素很大，比如說，溫度變化，會造成熱脹冷縮，這對于伸縮縫施工影響極為嚴重，且難以控制。當溫度太高的時候，一定程度上橋梁伸縮縫材料會產生膨脹;反之，當溫度太低的時候，橋梁伸縮縫材料又會出現遇冷收縮現象。因此，在伸縮縫施工安裝過程中，必須提前制定一個合理、科學、可行的安裝施工方案。

2.2 材料的影響

除自然因素外，橋梁伸縮縫材料自身的質量也會對施工安裝質量造成不同程度的影響。橋梁工程施工直接暴露在空氣當中，施工現場又較為開放，不同地區，施工現場的地質條件、氣候條件、施工隊伍條件等都有所不同，因此，在伸縮縫材料和伸縮縫類型選擇時，不能以偏概全，要將工程技術、施工現場、水文條件、地質條件等考慮在內，深入準確地了解施工環境及施工方案的前提下，慎重選擇施工材料。混凝土是橋梁工程最常見的材料，在鋼筋混凝土橋梁及預應力混凝土橋梁當中還需要考慮混凝土徐變、收縮問題。作為混凝土構件的一種固有屬性，混凝土收縮、徐變現象基本上可以看作是一種隨機現象，主要影響因素有混凝土的配合比、塌落度、溫度、持荷時間、強度等。

2.3 荷載的影響

對于橋梁端部而言，活載或者恒載都會引起角變位，從而導致伸縮裝置出現垂直或水平及角變位。

為加寬橋面時，需要安裝縱向伸縮裝置，因為跨中撓度很大，在振動過程中，隨著時間的變化還要注意變位所產生的相位差。因此，各種荷載會引起橋梁撓度變化。

2.4 地震的影響

對于橋梁伸縮縫而言，地震的影響很復雜，且把控難度大，一般設計時需要予以考慮，尤其是在有可靠資料的情況下，需要計算出地震對橋梁相關參數的影響，比如橋梁墩合的卜沉、回轉、水平移動及傾斜展等。

2.5 縱坡的影響

當橋梁具有較大縱坡時，施工過程中往往將活動支座設計成水平，因此，在支座位移的時候，極易出現路面垂直差，在變位較小的時候基本上無需考慮。但是，若為縱坡較大的組合鋼橋，且變位較大的情況下，就需要認真考慮選擇何種伸縮裝置形式。

3 橋梁伸縮縫施工安裝質量控制要點

橋梁伸縮縫安裝質量的優劣低于車輛行駛舒適性、橋梁服役年限具有直接的影響。為此，本文針對兩種不同伸縮縫的安裝質量控制要點進行了分析，具體如下：

3.1 鋼梳齒板伸縮縫

鋼梳齒板伸縮縫（圖1）具有較大伸縮量，適用性強，可在不同梁體結構及跨度的新舊改造橋梁中使用。首先，在安裝前，需要詳細清理伸縮裝置部位，通過焊接法將梳形鋼板接長，并根據施工設計要求彈線定位，固定時可采用夾板，待焊接后，針對出現的變形情況及時進行矯正。根據設計標高要求，在預留孔內埋設錨栓，隨后進行錨板焊接，并調節封頭板，保證其和墊板平齊。其次，安裝過程中，在定位角鋼上固定構件，以此提高安裝的準確性，并避免出現梳齒平整性差、扭曲變形等問題。除此之外，還要控制好梳齒之間的間隔。一般來講，可選擇同一塊板方形切割兩齒板，安裝準確。再次，澆筑混凝土時，保證振搗密實，為了順序排出混凝土內的空氣，可在鋼梳齒根部開鉆小孔，直徑為20 mm。完成澆筑后，需及時拆除定位角鋼，確保在溫度變化中伸縮縫能夠伸縮自如。最后，做好混凝土養護工作。

3.2 毛勒式伸縮縫

毛勒式伸縮縫安裝前，需要詳細制定施工組織方案，合理安排施工進度與技術要點，明確各施工組分工，落實各方責任，做到職責分明。安裝工藝如表圖2所示。

在安裝過程中，要求嚴控每道工序的施工質量，控制要點為：①安裝前，做好各項準備工作，要求詳細檢查檢驗伸縮縫的順直度、平整度、間距等參數，保證設備配置合理、數量滿足施工設計要求，做好試機工作，確保施工順利開展。②按照施工圖紙相關要求，明確開槽寬度并施工放樣，切縫可采取干切方式，完成后，及時清理干凈，不得污染路面。③開槽時，合理控制開槽深度，開槽后清理干凈槽內所有雜物。若發現梁和梁之間的間隙與設計存在偏差，需及時將槽內的預埋筋、錨固筋理順直，并做除銹施工。④若出現梁板預埋鋼筋不夠的情況，需及時補填，滿足數量滿足要求，同時保證型鋼安裝規范。⑤伸縮縫安裝對于施工溫度有一定要求，一般可控制在15～20℃，若安裝溫度不滿足設計要求，需及時進行伸縮縫定位值的調節。安裝前，先檢查是否清理干凈槽內雜物，尤其是橋梁支座之間是否清潔，若不符合要求，需及時通過高壓水槍進行清理。型鋼定位前，還需認真檢查型鋼的順直度，保證在允許范圍內控制型鋼頂面和路面高差。型鋼定位可采取吊索進行安裝，待準確定位后，宜選擇分段點焊加固，防止型鋼由于溫度過高出現變形情況。焊接時，可通過高質量焊條進行施工，一條一條進行焊接，焊接順序為“頂面-側面-底面”，隨后將固定夾去除。安裝時，需實時檢測型鋼平整度情況。待型鋼定位錨固，路面層鋼筋鋪設完成后，需及時進行頂層鋼筋混凝土保護層厚度檢查，并清理干凈槽口位置，各項檢查驗收合格后，便可進行C50混凝土澆筑。⑥養生后，混凝土強度滿足設計要求，便可進行橡膠條安裝。安裝前，需清理干凈縫內雜物，避免對混凝土的伸縮性造成不利影響。

4 提升橋梁伸縮縫施工安裝質量的對策

4.1 完善監督管理機制

橋梁伸縮縫施工質量尤為關鍵，為了約束施工作業行為，需要進一步完善施工監督管理機制，指派專門的監督管理人員，全程監督整個施工質量。

施工材料質量監督與管理。材料是工程實體的主要物質基礎，材料質量的優劣與工程質量息息相關，為了滿足伸縮縫工程建設需要，必須詳細檢查材料采購數據、賬單、質量檢查單等，不得出現遺漏。

施工安裝過程還需做好監督管理工作，對于各個細節變化利用傳感器系統進行認真檢查，并與相關技術管理人員積極配合，以便全程監控。

建立健全獎懲機制，并與其他部門協同合作，相輔相成，進一步增強每一個施工人員的責任感，從細小處入手，提高工程質量。

4.2 做好施工控制工作

在橋梁伸縮縫使用性能調查研究中發現，毛勒伸縮縫除外，現有橋梁伸縮縫使用年限均較短，比較長的使用時間也基本上可以滿足6年左右。加上早期階段，我國橋梁工程多數安裝的是橡膠板式伸縮縫，在交通量較大的情況下，此類伸縮縫無法承受住高速行駛車輛的強烈沖擊，此外，安裝當中也存有一些情況，因此，橋梁通車早期極易被破壞，甚至會出現較為嚴重的跳車問題，最終對行車安全造成不利影響。

針對鋼制伸縮縫裝置，由于其自身型鋼材料和混凝土材料存在很大不同，比如，溫度膨脹系數、強度等，在界面位置必定會生成應力薄弱處，根據相關調查研究可知，新舊界面位置開裂時造成伸縮縫損壞的主要原因，一旦伸縮縫被破壞，則會降低橋梁的防水能力，影響其使用壽命。為此，在實際應用當中，必須合理選擇橋梁伸縮縫類型，加大施工質量控制，保證安裝合理、規范，這樣才能避免伸縮縫被破壞，降低后期維修難度。在安裝前要做好工序合理安排，避免伸縮縫施工與其他工程施工出現沖突，保證安裝進度。

5 工程實踐

伸縮縫安裝質量對路面平順連接起到了至關重要的作用，將會直接影響路面總體平整度及通車后的行車舒適性。S62淮內高速息邢段橋梁伸縮縫施工，伸縮縫澆注采用不小于C50玄武巖纖維水泥混凝土，玄武巖纖維摻入量為50 kg/m3以上，控制其坍落度滿足混凝土運輸的最小要求，控制在7～9 cm，并應適當摻入JPA高性能外加劑，減小水灰比，減少混凝土收縮。工藝流程為開槽—型鋼橫梁安裝—模板安裝—混凝土澆筑—表層防裂鋼筋網的安裝—養生。

伸縮縫施工完成后，對每道伸縮縫逐一進行檢查驗收，用3 m直尺檢測，每道縫型鋼頂面兩側檢測平整度5點，行車道、超車道各檢測2點，緊急停車帶檢測1點，要求伸縮縫與橋面瀝青混凝土高差≤2 mm，即伸縮縫型鋼頂面要低于兩側瀝青混凝土0～2 mm，合格率要求100%;同時采用小型車輛以120 km/h的速度通過行車道、超車道檢測，要求無明顯跳車感。對平整度超標的進行打磨處理，直到滿足要求。同時沿水泥混凝土與瀝青混凝土交接線，在水泥混凝土上粘貼塑膠帶，噴涂瀝青漆，使瀝青面層恢復原色，確保交接線直順，交接面黑白分明。

在息邢段橋梁伸縮縫施工中，施工單位嚴格把控各道施工工序，在通車運營三年后，橋梁伸縮縫性能良好、平順，在2021年度被評選為國家優質工程。

6 結語

綜上所述，伴隨社會經濟的迅速發展，作為交通運輸事業的重要組成部分，高速公路建設也取得了不錯的成績。伸縮縫是橋梁結構的一部分，其安裝質量的優劣直接關系到整個工程的質量。因此，在高速公路橋梁伸縮縫安裝中，只有先了解不同伸縮裝置的特點，掌握影響質量的因素，才能保證采取的安裝質量措施合理、可行，進一步提升施工技術水平，保障工程建設的整體質量。

參考文獻

[1] 孫國榮.市政道路橋梁工程伸縮縫施工技術的研究[J].工程建設與設計，2021（3）：175-177.

[2] 龔河超.公路橋梁伸縮縫施工設計及質量控制分析[J].工程建設與設計，2020（12）：122-123.

[3] 楊宗政.高速公路橋梁施工中伸縮縫的應用與技術工藝研究[J].交通世界（上旬刊），2018（12）：128-129.

[4] 李海濱.公路橋梁伸縮縫施工質量控制探討[J].中國房地產業，2019（31）：202.

收稿日期：2022-03-09

作者簡介：許軍（1970—），男，河南鄭州人，本科，工程師，研究方向：交通工程。