探究公路橋梁伸縮縫施工技術應用

摘 要：介紹公路橋梁伸縮縫的概念和功能，包括對橋梁結構的保護和適應溫度變化的作用。詳細討論了公路橋梁伸縮縫施工技術，包括施工前的準備工作、施工過程中的關鍵步驟以及質量控制和施工安全的注意事項。通過分析國內外典型案例，總結了成功的施工經驗和解決問題的方法。討論公路橋梁伸縮縫施工所面臨的影響因素和挑戰(zhàn)，包括自然環(huán)境和氣候條件、材料選擇和使用、工程設計和施工要求等方面，并給出了未來發(fā)展方向和建議。

關鍵詞：公路橋梁；伸縮縫；施工技術；應用

中圖分類號：U445.4" " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）04-0028-03

0 引言

公路橋梁作為交通基礎設施的重要組成部分，其結構及施工技術對道路交通的安全和暢通至關重要。伸縮縫作為公路橋梁設計中的重要組成部分，起到了保護橋梁結構、適應溫度變化等作用。隨著交通運輸需求的增加和環(huán)境條件的多樣化，人們對公路橋梁伸縮縫施工技術的研究和應用提出了更高的要求。因此，深入探索公路橋梁伸縮縫施工技術的應用，對于提高公路橋梁的質量和可靠性、確保交通安全，具有重要意義。

1 公路橋梁伸縮縫的概念和功能

1.1 公路橋梁伸縮縫的定義和分類

公路橋梁伸縮縫是指在橋梁結構中設置的一個特殊的連接部位，用于適應由于溫度變化、橋梁伸縮引起的結構變形。根據不同的功能和應用需求，公路橋梁伸縮縫可以分為3類[1]。

一是型鋼伸縮縫。利用型鋼軌道將橋面劃分為若干段，通過伸縮裝置實現(xiàn)橋面的伸縮。這種類型的伸縮縫適用于較小跨徑的橋梁。

二是橡膠伸縮縫。它采用橡膠材料作為填充材料，具有良好的彈性和耐久性，能夠承受較大的伸縮變形。橡膠伸縮縫廣泛應用于大跨度和高速公路橋梁。

三是鋼板伸縮縫。它使用特殊設計的鋼板進行伸縮連接。這種類型的伸縮縫主要用于露天斜拉橋和特殊設計要求的橋梁。

1.2 公路橋梁伸縮縫的功能和作用

公路橋梁伸縮縫的功能和作用主要體現(xiàn)在4個方面：①橋梁結構由于自然溫度變化，會發(fā)生熱脹冷縮，引起結構伸縮。伸縮縫的設置能夠對橋梁進行伸縮補償，避免溫度變化引起的應力和變形超限。②伸縮縫可以在橋梁結構不同部位的連接處起到緩沖和保護作用，避免應力集中和損傷發(fā)生，延長橋梁的使用壽命。③伸縮縫能夠確保過往車輛的平穩(wěn)行駛，減少因路面不平而產生的顛簸和振動，還能減少噪聲和振動傳遞，提升行車舒適性和安全性。④伸縮縫的設置能夠方便地進行橋面維護和保養(yǎng)，減少維修工作所需的時間和成本。

2 公路橋梁伸縮縫關鍵施工技術

2.1 施工前的準備工作

2.1.1 設計和方案選擇

在施工前，需要根據橋梁的結構形式、跨度、使用條件和環(huán)境要求等因素，進行伸縮縫的設計和方案選擇。在設計伸縮縫時，必須考慮橋梁的整體結構形式，比如是梁式橋、拱橋還是懸索橋等。不同的結構形式會對伸縮縫的類型產生直接影響，例如常用的橡膠伸縮縫和鋼板伸縮縫等。

橋梁的跨度也是一個重要考慮因素。跨度較大的橋梁可能需要更大的伸縮補償量，因此可能需要采用更具擴展性的伸縮縫設計方案。

伸縮縫的位置也需要綜合考慮，一般在橋梁的支座處布置，以便實現(xiàn)伸縮補償和連接效果。還需考慮對交通和行車的影響，確保順暢和安全通行。

伸縮縫的尺寸和伸縮補償量的選擇也需要根據實際情況進行合理決策。橋梁設計中通常會根據溫度變化等因素預測伸縮補償量，以確保橋梁在不同溫度下能夠正常工作。

2.1.2 材料準備和選用

在伸縮縫施工前，需要準備和選用適當?shù)牟牧稀３Ｓ玫牟牧习ㄏ鹉z、鋼板和型鋼軌道。橡膠材料應具備良好的彈性、耐久性和耐候性，能夠承受溫度變化和交通負荷引起的撓曲變形。鋼板和型鋼軌道則需要具備足夠的強度和剛度，以確保伸縮縫的穩(wěn)定性和可靠性[2]。

選用合適的材料對于伸縮縫的性能和壽命至關重要。橡膠材料的選用應考慮其彈性恢復能力、耐久性和耐候性。高品質的橡膠材料可以承受溫度變化和交通負荷帶來的應力，具有優(yōu)良的黏合性和密封性。鋼板和型鋼軌道的選用應考慮其強度和剛度。根據橋梁的跨度和設計要求，選擇合適的鋼板材質和厚度，以確保伸縮縫的穩(wěn)定性和可靠性。通過選擇和使用合適的材料，使公路橋梁伸縮縫可以滿足功能要求，能夠在各種力和環(huán)境的影響下保持穩(wěn)定性和可靠性，對于提高橋梁的使用壽命和行車安全至關重要。

2.2 施工過程

在公路橋梁伸縮縫的施工過程中，通常包括基礎施工、伸縮縫填縫材料的安裝以及防水和密封處理。

基礎施工是伸縮縫施工的首要步驟。需要對橋梁的支座位置進行定位，并進行相應的基礎預埋件的布置。在合適的位置設置臨時搭設支架和封堵措施，以確保施工過程的安全和順利進行。

伸縮縫填縫材料的安裝是伸縮縫施工的關鍵環(huán)節(jié)。根據設計方案和要求，選擇合適的填充材料，并按照規(guī)定的標高和施工要求進行填充。在填充過程中，需要注意材料的緊密連接和平整度的控制，以確保伸縮縫的功能和使用效果。

為了保護伸縮縫免受濕氣和水分的侵蝕，需要進行防水和密封處理。這包括在伸縮縫周圍設置防水層、添加密封劑和膠水等防水材料，并確保其與伸縮縫填縫材料的良好粘接。要做好施工過程中的縫隙和漏洞的處理，以確保防水效果的可靠性。

2.3 質量控制和施工安全

2.3.1 施工質量控制的要點

在施工過程中，需要對每個施工步驟進行嚴格監(jiān)控，確保按照設計要求和規(guī)范的要求進行施工。選擇合適的材料，并對材料進行質量控制，包括檢查材料的規(guī)格、品質和性能等方面，確保符合設計要求。進行現(xiàn)場質量檢測，包括對伸縮縫填縫材料的密實度、黏結性、平整度等方面的檢測，以及伸縮縫的伸縮性能測試等內容。在施工過程中進行相關文件的記錄和歸檔，包括設計變更、施工計劃、檢測報告等，并進行項目驗收，在合格的前提下才能進行下一步工作。

2.3.2 施工中的安全措施

具體有以下4點：①為施工人員提供必要的個人防護設備，并確保其正確佩戴和使用。②確保施工現(xiàn)場的安全，包括搭設警示標志、設置安全通道和圍欄等，并定期檢查和維護施工設備和機械的安全性能。③進行施工前的安全會議和培訓，增強施工人員的安全意識和安全操作技能。④定期進行施工現(xiàn)場的安全檢查和隱患排查，及時采取必要的糾正措施，確保施工現(xiàn)場安全可控。

通過嚴格的質量控制和施工安全措施，可以保證公路橋梁伸縮縫的施工質量和安全性。這需要施工方和監(jiān)督管理部門的密切配合和有效溝通，共同維護施工現(xiàn)場的安全和質量。還要遵守相關法律法規(guī)和行業(yè)標準，加強對施工隊伍的管理和教育，提高整體管理水平和施工質量的可控性。

3 公路橋梁伸縮縫施工技術的應用案例分析

3.1 國內外典型案例分析

新民橋是蘇州市最早的立交橋之一，通過綜合應用橡膠伸縮縫和鋼板伸縮縫技術，實現(xiàn)了橋梁的伸縮補償和防水密封。施工過程中，結合橋梁的特點和環(huán)境要求，采用優(yōu)質的材料和先進的技術手段，確保了施工質量和工程效果的可靠性。

舊金山－奧克蘭海灣大橋，是一座位置在美國舊金山灣區(qū)，連接舊金山、耶爾巴布埃納島以及奧克蘭的橋梁，海灣大橋是世界上跨度最大的橋梁之一。該橋采用了橡膠伸縮縫技術，有效適應了海灣地區(qū)復雜的氣候條件和溫度變化。通過精確地設計和施工實踐，該橋的伸縮縫在多年的使用中保持了良好的性能和功能。

3.2 成功的施工經驗和問題解決方法

通過分析成功的施工經驗和問題解決方法，可以更好地指導公路橋梁伸縮縫施工實踐，提高施工的質量和效率，保障公路橋梁的安全可靠性，從而加強對工程管理的不斷創(chuàng)新和技術持續(xù)研發(fā)，完善相關的標準和規(guī)范，推動公路橋梁伸縮縫施工技術的發(fā)展和應用。目前，總結出來的成功的施工經驗和問題解決方法有以下4種。

第一，優(yōu)質材料的選擇與使用。選擇高品質、符合標準要求的伸縮縫填縫材料，確保其優(yōu)良的彈性和耐久性，以適應復雜的溫度變化和交通負荷要求。

第二，準確的設計和方案選擇。根據實際情況進行精確的伸縮縫設計和方案選擇，合理安排伸縮量和伸縮補償，避免結構應力過大或失去功能[3]。

第三，施工現(xiàn)場管理的規(guī)范與控制。建立完善的施工現(xiàn)場管理制度，包括嚴格執(zhí)行操作規(guī)程、加強施工過程中的質量檢驗和監(jiān)控，并確保施工人員的安全意識和安全操作。

第四，技術問題的及時解決與調整。在施工過程中，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工過程中出現(xiàn)的技術問題，如填充材料的不足或過多、連接方式的不適合等，并靈活調整施工方案，保證施工進度和質量。

4 影響因素和挑戰(zhàn)

4.1 自然環(huán)境和氣候條件

自然環(huán)境和氣候條件是影響公路橋梁伸縮縫施工技術的重要因素之一。溫度的不斷變化會引起橋梁結構的熱脹冷縮，要求伸縮縫能夠適應這種變形，提供足夠的伸縮量[4]。高濕度和頻繁的降雨可能導致水分對伸縮縫材料的侵蝕和損壞，需要進行防水處理。鹽湖或近海地區(qū)的特殊環(huán)境會對橋梁結構和伸縮縫材料產生腐蝕性影響，需要選擇耐腐蝕材料并采取額外的防護措施。

4.2 材料選擇和使用

正確的材料選擇和使用對于伸縮縫的性能和壽命具有關鍵影響。材料應具備良好的彈性和耐久性，以承受伸縮變形和交通負荷帶來的應力。填充材料應具備良好的粘接性和密封性，確保伸縮縫的功能和水密性。材料應具備良好的耐候性和耐腐蝕性，能夠適應不同氣候和環(huán)境條件。

4.3 工程設計和施工要求

工程設計和施工要求對伸縮縫的施工技術產生直接影響。橋梁的結構形式和功能要求會直接影響伸縮縫的設計和施工方案的選擇，需要確保伸縮縫能滿足橋梁的使用需求。在施工進度緊迫和安全要求高的情況下，需要合理安排施工計劃、加強施工人員培訓和安全管理，并確保施工質量和安全性[5]。根據國家和行業(yè)的技術規(guī)范和標準要求，確保伸縮縫的施工符合規(guī)范，并保證使用壽命和功能性能的可靠性。

在面對這些影響因素和挑戰(zhàn)時，需要科學、合理地進行設計選擇、材料準備和施工安排。此外，不斷創(chuàng)新、開展技術研究和經驗總結，提升公路橋梁伸縮縫施工技術的應對能力和適應性也是非常重要的。

5 未來發(fā)展方向和建議

公路橋梁伸縮縫施工技術應加強創(chuàng)新、注重環(huán)保、提高自動化水平。通過有效的技術研發(fā)和實踐經驗總結，不斷完善和提升公路橋梁伸縮縫施工技術，為公路交通運輸?shù)陌踩涂沙掷m(xù)發(fā)展作出貢獻。具體有以下5點發(fā)展建議。

5.1 技術創(chuàng)新與研發(fā)

加強對公路橋梁伸縮縫施工技術的研發(fā)和創(chuàng)新，開發(fā)出更先進、更耐用、更可靠的材料和技術，以適應復雜的氣候條件和交通負荷要求。

5.2 自動化和數(shù)字化施工

借助自動化和數(shù)字化技術，實現(xiàn)伸縮縫施工的精準控制和高效率。通過引入機器人施工、無人機監(jiān)測等技術，提升施工質量和速度，并減少對人力資源的依賴。

5.3 環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

注重環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展，在材料選擇和施工過程中考慮低碳、環(huán)保的方案。推廣使用環(huán)保型填充材料，并加強對施工廢料的處理和回收利用。

5.4 國際標準與合作

加強與國際合作，學習和借鑒其他國家的先進經驗和技術，推動公路橋梁伸縮縫施工技術的國際化標準化，提升我國在該領域的競爭力和影響力[6]。

5.5 人員培訓與管理

加強對施工人員的培訓和管理，增強其專業(yè)技能和安全意識，建立健全的施工人員培訓體系，并強化施工現(xiàn)場的安全管理和質量控制。

6 結束語

公路橋梁伸縮縫施工技術的應用對于保障公路橋梁的安全和可靠性具有重要的意義。通過設計合理的施工方案、選擇適當?shù)牟牧希栏窨刂剖┕べ|量和安全措施，可以提高公路橋梁伸縮縫的性能和使用壽命。

針對影響因素和挑戰(zhàn)，如自然環(huán)境條件和工程要求的變化，需要不斷進行技術創(chuàng)新和規(guī)范制定，以適應不同地區(qū)和場景的需求。未來的發(fā)展方向包括加強研究與實踐之間的緊密聯(lián)系，推動公路橋梁伸縮縫施工技術的持續(xù)改進和優(yōu)化，為公路交通的安全與便捷作出更大的貢獻。

參考文獻

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[3] 羅輝.伸縮縫施工技術在市政道路橋梁施工中的應用[J].高鐵速遞，2022（5）：147-149.

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[5] 李博.高速公路橋梁伸縮縫加固施工技術[J].交通世界，2023 （25）：153-155.

[6] 崔衛(wèi)東.公路橋梁伸縮縫施工技術應用分析[J].運輸經理世界，2023（21）：77-79.

收稿日期：2023-12-12

作者簡介：王凱（1979—），男，山東泰安人，本科，高級工程師，研究方向：交通工程。