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摘要：在高速公路施工中，由于地形等原因会进行桥梁工程的施工，而施工桥梁的同时需进行施工伸缩缝，其是桥梁结构的薄弱位置，也是承受动力载荷的重要附件，桥面很小的不平整就会使它承受很大的冲击力，极易造成伸缩缝损坏。因此对于伸缩缝的施工应予以高度重视。控制好施工中的各个环节，严格按规范要求进行每道工序的施工，并在施工过程中对施工工艺和质量进行有效控制，从而提升高速公路的整体质量，为人们提供更加优质的服务。
关键词：公路桥梁；伸缩缝；施工工艺；质量控制
1 引言
随着2020年的到来，我国将全面迈入小康社会，因此长沙市政府为进一步提高人民的生活质量、出行便利，将原有万家丽北绕城高速收费站进行拆除重建。由于施工环境与条件限制，遇到沟壑与跨高速原有线时需要进行桥梁施工，增加项目工程的难度与复杂性。公路桥梁伸缩缝是影响公路稳定性与安全的重要因素之一，在施工过程中确保公路桥梁伸缩缝的施工工艺和质量，降低对人们人身与财产安全造成的损害。因此对公路桥梁伸缩缝的施工工艺和质量控制进行分析具有重要价值。
2 工程简述
本工程位于长沙县安沙镇万家丽北路与绕城高速交叉处，包含对万家丽北路和绕城高速路面层的新建与改建、互通立交路面层的施工。万家丽路和绕城高速设置全互通立交，并设置匝道收费站。
万家丽路工程范围K3+705.185～K4+700，长约994.8m；绕城高速工程范围K0+280～K1+637.506，长约1357.5m；互通立交共有8条匝道，工程施工范围总长6836m，其中包含桥梁段1204m。为保证桥梁梁体自由变形、车辆行车舒适、结构符合受力图式，因此桥梁需设置伸缩缝，并对防撞护栏及伸缩缝施工进行合理分析，确保在未来施工过程中能够不断提升施工质量。本文根据现场实际情况，对伸缩缝施工工艺进行进一步优化，从而制定出符合实际工程项目的施工工艺并且在下一座桥梁施工过程中严格控制质量。
3.伸缩缝的设计计算
桥梁伸缩装置在设计、型式选定上，桥梁伸缩量的计算是十分重要的，影响梁体伸缩量的大小，主要有二种主要因素：气温变化引起的伸缩量（△Lt），混凝土的徐变，干燥收缩引起的伸缩量（△Lc+△Ls）。其它如受日光照射，梁体上、下缘的温度不同而产生挠曲，梁端会发生转角变位；跨径大的梁体一侧受日光照射，也会发生一些变位；但这部分变位量一般较小，在设计上无考虑的必要，一般作为预留量和构造上的需要量考虑。
1、温度变化引起的伸缩量
规定应用的温度范围（Tmin，Tmax是指使用地区的最低及最高气温），并根据安装时温度（Tset）计算梁的伸长量和收缩量。
△Lt=（Tmax-Tmin）γ·L
△L+=（Tmax-Tset）γ·L
△L-=（Tset-Tmin）γ·L
式中△Lt ——温度变化引起的伸缩量
△L+ ——温度升高引起的梁的伸长量
△L- ——温度降低引起的梁的伸缩量
Tmax ——设计最高环境温度
Tmin ——设计最低环境温度
Tset ——设置伸缩装置时温度
γ ——膨胀系数（钢梁为12×10-6，混凝土为10×10-6）
2、混凝土徐变及干燥引起的收缩量
对钢筋混凝土桥必须考虑由于混凝土的干燥收缩引起的梁的伸缩量。对预应力混凝土桥则必须考虑由于混凝土的徐变及干燥收缩所引起的梁的收缩量。求干燥收缩量要换算成温度下降量。徐变变形量是根据持续应力作用在桥体上时，由持续应力所产生的弹性变形量乘以徐变系数来求得。根据我国《公路桥涵设计通用规范》第2.2.4条规定，混凝土的收缩影响可作为温度的额外降低考虑。如对于整体浇筑的混凝土结构的收缩影响，对于一般地区相当于温度降低20℃。
安装伸缩缝装置的时期，通常也就是徐变及干燥收缩以某种程度进行的时期，如能确切把握这段时期，则在设计时予以考虑是有利的。这种情况下，如果把混凝土的徐变及干燥收缩从某一时间算起的收缩量和从开始算起的全部收缩量之比作为递减系数（β），那么由某一龄期算起的残余收缩量可以用全部收缩量乘上递减系数（β）来求得。
△Ls=△t×γ×L×β
△Lc=δρ/Ee×φ×L×β
式中△Ls——由于干燥收缩引起的梁的收缩量
△Lc——由于徐变引起的梁的收缩量
Ee——混凝土的弹性模量（33000MPa）
δρ——由于预应力等引起的平均轴向应力
φ——混凝土的徐变系数（一般φ=2.0）
β——徐变、干燥收缩的递减系数（见表）
混凝土徐变、干燥收缩的递减系数表
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4.梳齿型伸缩缝的设计图解
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图1 伸缩缝设计简图（A-A剖面）
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图2 伸缩缝设计简图（B-B剖面）
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图3 120型梳齿型钢板桥梁伸缩缝效果图
5 施工工艺及质量控制
5.1 施工工艺及质量控制流程
5.1.1 120型梳齿型钢板桥梁伸缩缝施工工艺特点
120型梳齿型钢板桥梁伸缩缝施工以梳齿板为模板进行定位胎的加工定做，并且确保其几何尺寸和预留孔位置与梳齿板和锚固板相吻合。而使用立体定位胎体系，则能够将锚固螺栓连接成锚固螺栓组，使其与锚固板平面垂直。同时将锚固螺栓组移入槽内，使安装的梳齿板与两侧沥青平面保持平行。根据梳齿板具有表面光滑特点，使用吊装工具进行梳齿板式伸缩缝施工，可提高工程施工效率。在浇筑混凝土时，先进行梳齿板底层混凝土的浇筑，并且确保浇筑高度与锚固板齐平。完成梳齿板安装后，再进行梳齿板与沥青面层之间的混凝土浇筑。其施工主要包括放样切割沥青混凝土、开挖清理杂物、固定螺栓定位、绑扎底部钢筋，浇筑砼、绑扎过渡段内分布钢筋，浇筑砼、安装止水氯丁橡胶片及不锈钢板和齿形板，用螺帽旋紧、混凝土养护、齿形缝内灌防水油膏等工序，施工工艺流程见图2。
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图4 120型梳齿型钢板桥梁伸缩缝施工工艺流程图
（1）桥梁伸缩缝的施工准备工作。准备工作确定施工的人员团队、施工设备以及施工方案。在确定施工方案的过程中，需要注意现场的施工情况，使用合适的施工方案。确定施工人员的职责，保证施工过程的顺利进行，确保施工安全以及施工质量。
（2）道路桥梁伸缩缝缝的切割。在切割前对切割设备进行检查和校准，确保切割设备能够进行正常的切割作业。在切割前需要保证施工面的平整，以免影响切割工作。按宽度放样，切除沥青的范围要比梳齿板每侧宽10cm。而在伸缩缝的两条边线铺设彩条布，从而避免锯缝操作产生的废渣污染路面。同时，在锯缝过程中，不能破坏割缝以外的沥青，并保证槽口顺直使预留缝上下贯通。将缝区底面混凝土凿毛并将杂物清理干净，以保证浇筑的混凝土与梁体结合牢固。
（3）桥梁伸缩缝的开槽工作。开槽工作应该注意开槽的的深度以及钢筋的布置情况，对预设的钢筋进行逐个的检查，保持现场作业面的整洁。对出现问题的钢筋材料进行及时的替换和修正。
（4）道路桥梁伸缩缝的平直校验和安装焊接工作。在开槽工序完工后，需要对伸缩缝的平直度进
行校验，保证伸缩缝按照设计的要求进行施工设置。随后进行伸缩缝用螺栓孔组合模板放样定位，螺杆位置误差≤±1mm。凿孔时不得损伤梁体内结构，如预应力管道、钢筋等。绑扎过渡底部钢筋网格，立模板，浇筑C40钢纤维混凝土。顶面标高和平整度要严格控制，与桥面纵、横坡一致，其平整度应为0～-1mm（mm）。绑扎过渡段内分布钢筋。浇筑过度段区载C40钢纤维混凝土。安装止水氯丁橡胶片、不锈钢板和齿形板，用螺帽旋紧。为防止螺杆与螺帽松动，螺纹上必须涂防松胶水，螺杆与螺帽面少量点焊固定，较后螺孔内灌注防水和防松环氧树脂。焊接的过程需要注意环境温度的变化差异，寻找科学的焊接点对钢板进行固定，减少钢板发生形变的可能。
（5）道路桥梁伸缩缝混凝土的浇筑。在浇筑混凝土之前需要对焊接好的作业面进行二次去除杂物的处理。在进行混凝土浇筑的过程中，需要保证混凝土的一次性浇筑成型，保证伸缩缝结构的完整性，同时注意浇筑的方法方式，进行充分科学的振捣。
（6）道路桥梁伸缩缝的养护。在完成浇筑作业后，需要对伸缩缝混凝土进行至少七天的洒水养护作业。期间需要注意避免车辆和人为的踩踏碾压。在混凝土达到设计的强度后，进行橡胶板的安装作业，安装过程中需要考虑到环境温度变化的影响，使橡胶板能够更有效的发挥使用效果，提升橡胶板的使用质量。
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过渡段内分布钢筋绑扎图
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定位安装梳型伸缩缝及混凝土浇筑图
5.2质量控制措施
5.2.1 原材料质量控制
原材料质量控制是质量控制的前提。首先，确保梳齿板式伸缩缝装置、橡胶条和异型钢材配件与设计、规范相符。同时，在施工过程中，需要确保材料能够做到轻装轻放，从而避免材料受到损伤。在施工之前，需要对材料做进一步确认，并经验收合格后方可安装。伸缩缝使用混凝土的类型和强度，必须符合设计要求。在施工现场，需要将伸缩缝装置放在高于地面30cm的支撑物上，并且使用雨布遮盖，从而避免材料遭到阳光和雨水的侵害。
5.2.2 施工技术质量控制
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在现场施工时，应严格按照设计图纸进行施工缝设置。完成所有施工缝的表面凿毛，并且将施工缝清洗干净，不得积水。伸缩缝必须锚固牢靠，伸缩性能必须有效。梳齿型桥梁伸缩缝安装时应防止产生梳齿不平、扭曲及其他的变形，严格按制由于伸缩方向的误差及横向伸缩等原因造成梳齿之间的间隙偏差。在最高湿度的梳齿间横向间隙不应小于5mm，齿板间隙不应小于15mm。浇注混凝土前，应将桥梁伸缝间隙处用泡沫塑料填充，防止浇注时混凝土把间隙堵死，影响桥梁伸缩缝的伸缩。在具体进行混凝土的浇筑时，使振捣器在伸缩缝两边同时工作，直至混凝土中的气泡被全部消除。如果因设备故障无法保持连续浇筑，并且导致浇筑时间间隔2h以上，就需要进行施工缝的预留。在浇筑之前，通过洒水使浇筑面保持湿润，并且使用同强度等级的水泥砂浆进行接缝处理。为了防止上部缝口混凝土进入到钢间表面凹槽，还要对钢间进行封锁。在进行伸缩缝螺栓杆和预埋件的焊接时，确保螺栓杆与伸缩缝型钢之间的焊接拉力和螺栓杆与预埋件的拉力一致，从而防止梁体和伸缩缝因温差而出现形变。在每个施工步骤完成后，项目质检人员都要进行自检，并完成施工检查记录的填写。
5.2.3 伸缩缝安装检查项目
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5.2.4 伸缩缝的养护管理
⑴ 伸缩缝施工完成须采取相应的养护措施对施工质量进行控制。
⑵ 安排专人进行施工现场的看护，并且按时在土工布表面洒水，从而使混凝土表面保持湿润。
⑶ 在伸缩缝周边，设置醒目警示标志标牌，从而避免车辆在施工现场行驶破坏伸缩缝装置。
⑷ 在混凝土达到预期强度之后，重新进行伸缩缝的检查和清理，并且清除钢槽中含有的杂物和泡沫。
⑸ 在安装槽中装入橡胶嵌条后，才能够允许车辆通行。
6 施工中常见问题及措施
6.1 伸缩缝施工过程中存在的问题
在对桥梁、公路的伸缩缝进行施工时，存在以下问题：一是，伸缩缝因为自身原因会产生相应的变形，但是施工时往往忽略温差等因素，这样施工对结果产生影响；二是，在安装伸缩缝时，测量标高会出现误差，导致两侧路面存在差异，致使伸缩缝未发挥其效果，易引发交通事故等不良的后果；三是，早期受到破坏，主要是螺栓脱落和伸缩缝损坏。
6.2 伸缩缝施工过程中出现问题的措施
①加强施工结束后期养护工作。施工结束后，提前对公路桥梁进行开放，对施工质量造成严重破坏。工程在未达到设计强度时就进开放交通，使混凝土过早受到损害，对整个建筑工程的质量产生影响。通过施工过程控制研究表明，伸缩缝的质量及使用情况取决于混凝土的质量，如果混凝土受到损害，伸缩缝所处的环境也将受到影响，混凝土会因为一些客观原因逐渐老化、受损。因此，在施工作业过程中需严格按要求执行混凝土的养护工作。一是，水泥混凝土浇筑完成后，然后覆盖塑料薄膜，视天气情况进行洒水养生，养生期不少于7天，且7天抗压强度需满足《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）要求，合格率达到100%。养生期间严禁车辆通行。二是，经过养生，水泥混凝土强度达到设计强度的50%以上后，可安装橡胶密封条，安装前必须把缝内充当模板的泡沫板、纤维板、漏浆的混凝土硬块全部掏干净后，嵌入橡胶条。三是，在施工桥梁两端和前后开口部设置明显的警示标志以示对交通进行管制，防止车辆误入，对伸缩缝平整度等造成无法修复的损伤。
②严格控制施工作业操作规范。在工程施工过程中，未按要求操作、不规范安装程序、施工工艺不规范等导致伸缩缝质量问题的产生。此现象对工程整体质量产生影响较大，沥青混凝土层和水泥混凝土层之间碾压力度不相同，也会对伸缩装置造成一定程度的破坏。因此，在对伸缩装置两侧沥青混凝土及水泥混凝土进行铺设时，施工人员需按照施工程序和施工标准进行严格操作，使沥青混凝土层和水泥混凝土层之间结合紧密，同时铺设时碾压强度达标，使得铺装面不出现脱落和开裂。
③积极探索研究施工工艺技术。在对伸缩缝进行施工时，忽略公路桥梁本身的伸缩作用，施工工艺研究的重视程度缺乏，未能对施工工艺进行深层次的研究。在进行实际操作时，未严格按照基本要求进行施工，也未按标准的安装程序进行操作，同时未根据施工标准进行，将无法使伸缩缝的施工质量得到保证。施工工作未按照相应的顺序进行，也将导致公路桥梁伸缩缝的伸缩功能无法实现。因此，我们应在严格执行规范、方案、工艺标准流程的基础上积极探索和研究伸缩缝施工技术的改良与优化，并应用到实际工程当中，同时积极踊跃尝试新技术、新工艺，为降低成本、提高经济和社会效益，不断加强学习研究。
7 结论
实践证明，万家丽北路与绕城高速互通项目高架桥梁120型梳齿型钢板桥梁伸缩缝运行良好。在公路桥梁工程施工中，伸缩缝施工是重要的施工环节之一。通过对万家丽北路与绕城高速互通项目高架桥梁120型梳齿型钢板桥梁伸缩缝的研究，掌握该种施工工艺的特点和流程，并且熟练进行相关施工技术的运用，从而确保施工的顺利进行。为今后类似工程施工提供借鉴，也为桥梁工程建设提供了更多的安全保障。
随着伸缩缝的大小和桥梁伸缩缝装置的尺寸变化，工程造价随之增高。因梳齿型伸缩缝能就地取材（桥梁用钢，以耐候钢为宜）加工制作，不需求超长车运输，运输和安装简便，所以费用一般比安装同等伸缩量的其他种类伸缩装置低，较模数式大位移伸缩安装可节省20%左右；梳齿板式桥梁伸缩缝装置养护方便自动除尘效果好，不会出现伸缩缝堵塞或者挤死，这些功能是模数式伸缩缝无法替代的，在伸缩缝养护和维修的角度看梳齿型伸缩缝优势比较明显；梳齿型防滑槽钢板从左右伸出桥面板间隙处互相啮合的支承式结构，构造刚度较大，可接受较大的程度变位；梳齿型桥梁伸缩缝运用范围广，新、老桥梁上都能采用，尤其是对老桥大位移橡胶板式桥梁伸缩缝的改换特殊适合，是模数式大位移桥梁伸缩缝无法替代的；梳齿型桥梁伸缩缝修建高度低，在桥面铺装层高度内就能安装，不需要梁体内预留槽口，极大的便利了设计和施工，且梳齿型伸缩缝汽车行驶平稳、舒适、不跳车、无噪声；综上所述，在大位移伸缩缝中梳齿型伸缩缝有明显优势，根据桥梁伸缩缝适用特点，梳齿型伸缩缝有着良好的应用前景。
桥梁在通车的过程中，伸缩缝装置是承受最大振动荷载的构件，通过伸缩缝的优缺点的对比分析，为桥梁伸缩缝设计选型提供参考依据，大变形量梳齿型伸缩缝装置是一种施工方便，经济美观，行车平稳无跳车现象的伸缩缝，在材料的性能和结构的合理性而言，梳齿型比模数式更经济合理。
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