孙艳红
中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西西安 710068
摘要:众所周知,在高速公路工程中,桥梁是其重要的组成部分,而伸缩缝又是桥梁重要的构成部分,具有承重与防水的重要功能,能够保证桥梁在运行中实现平稳自由地伸缩,从而缓解重力载荷与振动,减少交通事故的发生。因此研究其维护保养的措施,对于提高高速公路桥梁的使用寿命,保证交通系统的顺利运行具有十分重要的作用和意义。
关键词:公路桥梁;伸缩缝;施工技术
引言
随着我国社会经济的快速发展,人们生活节奏的日益加快,高速公路的重要性日益凸显。伸缩装置是一种橡胶、钢以及土工布相结合的材料,具有良好的密封性能和防水性能,并且具有伸缩自如、安全传递荷载以及施工便捷等众多优点,在桥梁工程中使用伸缩装置可以有效提高桥梁工程的运行稳定性。因此,施工人员必须要严格根据施工流程进行伸缩缝施工,以此来保障桥梁工程的伸缩缝施工质量。
1高速公路桥梁伸缩缝的作用
当前我国在修建高速公路桥梁时,普遍使用混凝土,混凝土会随着温度变化以及压力荷载等因素的影响逐渐出现一定的形变,如果形变过大,就会影响桥梁的正常运行,而通过设置伸缩缝,能使桥梁的物理性能得到显著提升,有效缓解车辆载荷以及环境气候因素导致的桥面形变问题,从而有效保障桥面上车辆的安全行驶。我国公路桥梁中常见的伸缩缝种类大致可以分为四种,分别是对接式伸缩缝、钢制支承式伸缩缝、模数支承式伸缩缝以及板式伸缩缝。其中对接式伸缩缝使用十分广泛,钢制支承式伸缩缝也是高速公路中常用的一种类型,具有强度大的显著特点;而模数支承式伸缩缝使用的原材料主要是异形钢材与橡胶,具有“刚柔并济”的显著特点,能有效提高公路桥梁的荷载能力;板式伸缩缝与模数支承式伸缩缝在功能性质上相差无几,但模数支撑式伸缩缝的刚度体现在横向上,而板式的则是表现在竖向上。
2裂缝成因
从承载力角度可将裂缝划分为结构性裂缝及非结构性裂缝。裂缝宽度小于0.3mm时,钢筋混凝土内钢筋不会因混凝土破裂而发生锈蚀。但发展超过限制后,便会削弱桥梁的耐久性及承载力。1)结构性裂缝。结构性裂缝是由于构件承载力下降引起,区域内部分桥梁出现的竖向裂缝便属于结构性裂缝。这些裂缝位于主梁腹板跨中,属于弯曲裂缝。结构性裂缝形成原因主要包括施工因素及后期运营因素。施工作业不规范,预应力施加不当,浇筑作业粗糙等因素均会导致梁体强度不满足设计要求。后期使用过程中,交通量过大,超重载车辆较多都可能导致弯曲裂缝的发生。2)非结构性裂缝。非结构性裂缝指因自身变形及外部环境因素影响导致的适应性裂缝。这种类型的裂缝一般不会对构件的承载力产生影响。本次实地调查发现区域内桥体裂缝主要为非结构裂缝,形成原因主要为材料因素、施工因素及环境因素等。材料方面混凝土碱骨料反应会引起混凝土收缩,导致裂缝产生。施工不当,水灰比过大会引起干缩裂缝,振捣不充分、模板移除过早会引起塑性裂缝。环境因素导致的裂缝包括:外部温度应力作用下收缩、膨胀导致的温度裂缝;大体积混凝土水化放热,内外温差大导致的温度裂缝;混凝土碳化、氯离子侵入、冻融循环作用、盐蚀作用等原因造成钢筋锈蚀,体积膨胀,从而导致混凝土开裂。大同地区较山西省内其他区域降雪量大,融雪剂用量大于其他地区。冻融作用、盐蚀作用造成的桥梁裂缝更为普遍。空心板桥箱内积水原因为:因前期施工不当导致桥梁上部裂缝产生,运营养护阶段未引起足够重视,导致裂缝贯通至梁体内部。桥面积水经桥体上部裂缝渗入空心板内部,在外部气温较低时便会导致梁体出现大面积冻胀裂缝。
3公路桥梁伸缩缝施工技术
3.1施工开始前的准备工作
首先,为保障可以实现简单化施工的同时还拥有良好的质量,一般情况下会在桥面铺设一层土工布,然后再开始施工;其次,检查伸缩缝的质量。在开始施工之前伸缩缝钢体不能出现扭转或是弯曲等情况,避免对桥梁整体质量造成影响;最后,检查施工需要使用的锚固混凝土。桥梁工程施工中对混凝土具有相对较高的要求,需要采用优质骨料和优质水泥,并适量添加钢纤维,同时还需要检测混凝土的质量,保证混凝土强度不低于梁体。另外,由于不同温度下的定位值安装也同样存在差异,所以,在进行定位值安装的过程中,需要考虑天气因素,伸缩缝与最小工作宽度在最高气温的情况下,需留有一定的空间,而在最低气温条件下,不能超过行车要求的最大缝隙。
3.2波纹钢板无缝式橡胶伸缩缝技术
波纹钢板无缝式橡胶伸缩缝,包括对称设置的第一梁体和第二梁体,第一梁体和第二梁体相互靠近侧的梁端部预留有对应的安装槽区,安装槽区内均铺设有预埋钢板,安装槽区内还设置有伸缩构件,伸缩构件包括上波纹钢板、内部橡胶、加劲钢板、下波纹钢板、锚固螺栓和四氟滑板,若干个加劲钢板水平间隔设置在内部橡胶内部,上波纹钢板嵌于内部橡胶的上表面,下波纹钢板嵌于内部橡胶的下表面,四氟滑板分别对应设置在安装槽区上的预埋钢板顶部且位于下波纹钢板的底部,伸缩构件的两端分别通过锚固螺栓与第一梁体、第二梁体连接;在桥梁伸缩缝位置处的采用波纹钢板替代结构缝,使行车舒适、平稳,避免梁端杂物填充,易于维护和清扫。
3.3加强现场施工管理
首先是切缝及开槽。在切缝和开槽环节,施工单位首先必须细致检查桥头与高速公路混凝土路面连接处的平整度状况。避免存在桥头跳车现象或者路面沉陷情况,保证路面与桥面连接处的平顺度。在此基础上,根据维修的实际情况,对桥梁伸缩缝的锚固区开展放样画线和切割作业。然后采用风镐或者液压工作站凿除锚固区的混凝土,接着拆除损坏的伸缩装置,确保伸缩缝的锚固筋能连接到桥面和台背铺装的预埋钢筋之上,然后认真清理梁板端头和台背之间存在的杂物,从而确保梁板伸缩的间隙与设计方案相符合。其次是安装。安装施工前需清理槽内的杂物,然后使用吊机将伸缩缝的三点吊起,在起吊过程中需要进行保护,避免发生钢体变形。另外还需要注意及时对伸缩缝的中心线进行调整,使其能够与梁体伸缩缝中心线保持一致,然后调整伸缩缝的位置,对路面高差以及型钢顶面的高差进行严格控制,通常情况下需控制在2.0mm内。安装阶段可以使用塞尺以及直尺等工具进行检查,避免因为路面和型钢之间的高差而发生跳车问题。检查确认之后定位型钢,采用分段点焊牢加固来定型型钢。通过从上到下的焊接方法,对焊接长度加以控制,焊接长度为5~6cm。在进行安装的过程中,禁止对预埋钢筋进行处理,并且避免在预埋筋不到位的位置植筋。本项目所使用的植筋是16U形筋,植筋深度超过25cm;在植筋孔中注入环氧树脂,需保障钢筋插入树脂冒出。在施工过程中,使用搭桥钢筋,采用环抱的方法焊接横穿钢筋。最后是养护环节。养护环节是高速公路桥梁伸缩缝维护最后的环节,也是最主要的环节。在这一环节中,工作人员必须定期检查各种构件,及时发现其中存在或者潜藏的不安全因素,从而及时进行维修养护。
结语
总之,为有效提高桥梁工程的伸缩缝施工质量,就必须要合理选择伸缩缝,同时管理施工的全过程,选择质量良好的伸缩缝,提高施工人员的伸缩缝施工水平,保障桥梁工程的伸缩缝施工标准和施工要求,从而确保桥梁整体结构的安全性,促进我国交通行业的健康发展。
参考文献
[1]张征,吴琼超.桥梁结构伸缩缝病害的成因与防治策略[J].中国多媒体与网络教学学报(中旬刊),2018(9):125-126.
[2]杨金良.公路桥梁工程施工中伸缩缝施工技术剖析[J].工程建设与设计,2018(16):183-184.