徐立東

(忻保高速公路建設(shè)管理處)

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淺談忻保高速公路橋梁伸縮縫快速修復(fù)施工

徐立東

(忻保高速公路建設(shè)管理處)

分析了高速公路橋梁伸縮縫作用、常見(jiàn)損壞形式、病害成因，為防止伸縮縫損壞提供針對(duì)性措施，并通過(guò)快凝干混砂漿“修速王”與普通碎石攪拌而成的混凝土在忻保高速公路橋梁伸縮縫修復(fù)施工中的實(shí)際使用情況，為類似伸縮縫修復(fù)提供借鑒。

伸縮縫；作用；病害成因；防止；損壞；措施；修速王AB混凝土；修復(fù)借鑒

1 橋梁伸縮縫作用及設(shè)置要求

1.1 作用

橋梁伸縮縫，是為了防止由于材料脹縮變形而引起結(jié)構(gòu)變形，使車輛能夠平穩(wěn)通過(guò)橋面，在橋梁的兩端或連續(xù)結(jié)構(gòu)的兩梁端設(shè)置的間隙。主要分為對(duì)接式、鋼制支撐式、橡膠組合剪切式、模數(shù)支撐式、無(wú)縫式。

1.2 設(shè)置要求

(1)能適應(yīng)梁體熱脹冷縮造成的自由伸縮；(2)安全、堅(jiān)固； (3)通過(guò)性好，無(wú)彈跳、無(wú)噪音；(4)防漏、防阻、防一般性腐蝕；(5)排查、清污、施工、養(yǎng)護(hù)等工作操作簡(jiǎn)單方便。

2 隱患形式

2.1 橋頭跳車

由于伸縮縫兩結(jié)構(gòu)梁高差、與瀝青混凝土路面高差、與錨固混凝土頂面高差引起的橋頭跳車。

2.2 滲漏問(wèn)題

由于橡膠止水帶老化、破損引起的滲漏問(wèn)題。

2.3 雜物堵塞

由于伸縮縫內(nèi)雜物太多引起的伸縮量減小，對(duì)橡膠止水帶積壓破損。

2.4 縫間距預(yù)留不足

解鎖過(guò)程中，預(yù)留伸縮縫間距太小，造成積壓橡膠止水帶凸起、梁端受壓破損，造成跳車及行車安全隱患。

2.5 伸縮裝置變形

由于錨固混凝土碎裂或者結(jié)構(gòu)鋼筋經(jīng)過(guò)荷載反復(fù)作用斷裂，造成伸縮縫裝置變形。

3 損壞原因

3.1 橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)缺陷

設(shè)計(jì)時(shí)，未能充分考慮，梁端在荷載反復(fù)作用下破損后，伸縮縫作用失靈；變形量計(jì)算不合適，取用伸縮間距值時(shí)過(guò)高，導(dǎo)致伸縮縫損壞。

3.2 伸縮縫運(yùn)輸、安裝過(guò)程中，對(duì)伸縮裝置造成損傷

伸縮縫構(gòu)造剛度很高，對(duì)運(yùn)輸、安裝要求較高，不當(dāng)?shù)难b卸、存放等，對(duì)伸縮裝置造成的微小損傷，外觀完好，需專業(yè)檢測(cè)才能確定其完好性，但耗時(shí)、耗力、費(fèi)用昂貴，一般進(jìn)場(chǎng)后不再檢測(cè)。

3.3 伸縮縫混凝土原材料選擇不當(dāng)

一般伸縮縫混凝土采用高強(qiáng)度C50混凝土，部分設(shè)計(jì)采用特殊混凝土(如鋼纖維混凝土等)，這就要求對(duì)原材料嚴(yán)格把關(guān)，但由于其混凝土用量較少且施工場(chǎng)地不集中，往往形成監(jiān)管薄弱環(huán)節(jié)，未進(jìn)行精挑、細(xì)選，從而使伸縮縫營(yíng)運(yùn)質(zhì)量下降，產(chǎn)生各類病害。

3.4 施工過(guò)程控制不嚴(yán)格

(1)解鎖溫度控制不嚴(yán)，造成間距放大或縮??；定位角鋼位置不正確，導(dǎo)致伸縮裝置不能正常運(yùn)行；間距過(guò)寬，在車輛荷載反復(fù)作用后，剪切力以及車輛輪胎摩擦力共同作用下，將松動(dòng)的橡膠止水帶拉出結(jié)構(gòu)角鋼，產(chǎn)生路面拋物，影響行車安全；間距過(guò)窄，在伸縮量受限的情況下，結(jié)構(gòu)角鋼會(huì)損傷梁端、積壓橡膠止水帶，使用年限大大縮短；(2)伸縮縫的錨固鋼筋焊接質(zhì)量不過(guò)關(guān)，或因預(yù)埋鋼筋遺漏，無(wú)法補(bǔ)植補(bǔ)救，給伸縮縫使用埋下隱患；(3)安裝伸縮縫時(shí)，未能嚴(yán)格把握其兩組結(jié)構(gòu)鋼梁的一致性，未能減小其焊接溫度造成的變形量，受力不均，形成跳車；(4)混凝土澆筑時(shí)，前期施工準(zhǔn)備工作不細(xì)致，構(gòu)造坑槽清理不干凈；混凝土入模前，對(duì)結(jié)構(gòu)面未進(jìn)行濕潤(rùn)處理，影響粘結(jié)性；混凝土抹面時(shí)，對(duì)混凝土干縮量預(yù)估不準(zhǔn)確，混凝土面與伸縮縫鋼梁頂面及瀝青混凝土路面形成臺(tái)階；以上種種，使混凝土出現(xiàn)啃邊、掉角等病害。

3.5 連續(xù)縫位置設(shè)置不完善

忻保高速公路在連續(xù)梁橋中，橋面連續(xù)時(shí)設(shè)置D160型連續(xù)縫，因其構(gòu)造更為復(fù)雜，要求更為精細(xì)，一旦設(shè)置不完善，變形假縫的寬度和深度設(shè)置不規(guī)范、不統(tǒng)一，也會(huì)造成橋面跳車。

4 施工準(zhǔn)備

4.1 交通管控準(zhǔn)備

(1)制定詳細(xì)的施工安全組織計(jì)劃，并上報(bào)交警支隊(duì)、路政大隊(duì)審批，批準(zhǔn)后方可進(jìn)場(chǎng)施工；(2)管控設(shè)施：錐形交通標(biāo)志、安全帶、路欄、施工隔離墩、施工警告燈；(3)現(xiàn)場(chǎng)管控：共分警告區(qū)、上游過(guò)渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)、下游過(guò)渡區(qū)、終止區(qū)。 警告區(qū)內(nèi)設(shè)置施工標(biāo)志、限速標(biāo)志、可變標(biāo)志或線形誘導(dǎo)標(biāo)志，夜間應(yīng)設(shè)置施工警告燈；高速公路設(shè)計(jì)時(shí)速120 km/h，最小長(zhǎng)度1 600 m；并配備專職安全人員加強(qiáng)限速管理和車輛限寬管理； 上游過(guò)渡區(qū)起點(diǎn)至下游過(guò)渡區(qū)終點(diǎn)之間放置錐形交通路標(biāo)，在60 km/h封閉一條車道時(shí)，上游過(guò)渡區(qū)最小長(zhǎng)度90 m；在忻保高速橋隧密集相連時(shí)，因隧道光線較暗，且側(cè)墻會(huì)使車輛駕駛員產(chǎn)生壓抑感，為了提高安全性，增加該最小長(zhǎng)度0.5倍； 緩沖區(qū)內(nèi)不準(zhǔn)堆放物品，也不準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)人員活動(dòng)或工作，可設(shè)防沖撞裝置，最小長(zhǎng)度50 m，在與工作區(qū)交界處設(shè)置路欄； 工作區(qū)長(zhǎng)度根據(jù)伸縮縫施工需要長(zhǎng)度約30 m，在順行車方向的下游過(guò)渡區(qū)內(nèi)設(shè)置作業(yè)車輛專門(mén)進(jìn)出口； 下游過(guò)渡區(qū)最小長(zhǎng)度宜為30 m; 終止區(qū)最小長(zhǎng)度宜為30 m； 所有交通標(biāo)志、標(biāo)牌、標(biāo)線必須有反光功能。

4.2 施工設(shè)備、材料準(zhǔn)備

常用工具：切割機(jī)、空壓機(jī)、電焊機(jī)、20 kW發(fā)電機(jī)、立式攪拌機(jī)、振搗棒、抹面工具等；

材料：根據(jù)混凝土用量，將修速王(A、B料)、10～30 mm碎石、飲用水等放置于工作區(qū)內(nèi)。

5 施工流程

5.1 開(kāi)槽、清理廢渣

將構(gòu)造槽內(nèi)破損混凝土鑿除至完好混凝土面，用高壓風(fēng)槍將表面吹凈，并將混凝土表面濕潤(rùn)。

5.2 焊接伸縮縫結(jié)構(gòu)鋼筋

盡量使焊縫長(zhǎng)度較長(zhǎng)；不能對(duì)直徑較小的鋼筋燒傷；預(yù)埋遺漏鋼筋用U形鋼筋代替后與相鄰鋼筋相連。

5.3 配料并預(yù)先攪拌

加水前按A料∶B料=1∶1干料進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，直至混合料顏色一致，如用量較大，可分多次進(jìn)行攪拌。

5.4 加碎石

A、B混合料∶碎石=1∶0.75(質(zhì)量比)之內(nèi)，采用10～30 mm級(jí)配碎石，并要求碎石含泥量小于0.5%。

5.5 攪拌

加入A、B混合料總質(zhì)量(不含碎石)7%～8%的水，充分?jǐn)嚢瑁敝辆鶆?，有良好的流?dòng)性和粘結(jié)性為止。

5.6 澆筑、抹面

將攪拌完成的混凝土迅速倒入構(gòu)造槽內(nèi)振搗成型，初凝前多次抹面，直至表面無(wú)氣泡生成并有一定強(qiáng)度為止；為減少通行車道行駛車輛對(duì)混凝土的影響，可在通行車道伸縮縫處鋪設(shè)鋼板以減小振動(dòng)。

6 材料優(yōu)缺點(diǎn)

6.1 優(yōu)點(diǎn)

(1)強(qiáng)度增長(zhǎng)快； (2)粘結(jié)性好，抗折強(qiáng)度高； (3)耐久性好，屬無(wú)機(jī)物，不易老化； (4)匹配性好，熱膨脹系數(shù)與普

通混凝土比較無(wú)明顯差別，干縮率是普通混凝土的1/10，易掌握其與瀝青混凝土路面、伸縮縫鋼梁頂面的平整度； (5)養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單、放行迅速；自然養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)周期短，對(duì)高速公路通行能力影響較小。

6.2 缺點(diǎn)

(1)材料初凝過(guò)程中會(huì)有氣泡出現(xiàn)，抹面工人必須不間斷施工直至初凝，對(duì)工人抹面技術(shù)、勞動(dòng)強(qiáng)度要求較高； (2)材料剛性較大，超過(guò)其抗壓、抗折強(qiáng)度的外力沖擊(如車禍)容易碎裂； (3)對(duì)用水量反應(yīng)靈敏，一旦用水量不準(zhǔn)確，材料也即無(wú)法使用； (4)價(jià)格較普通混凝土較貴，修復(fù)成本較高。

7 結(jié)束語(yǔ)

橋梁伸縮縫在高速公路安全性、舒適性等方面的重要性，對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)和使用壽命的影響，應(yīng)受到高度重視，對(duì)伸縮縫從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行等環(huán)節(jié)要進(jìn)行全程管理。通過(guò)新材料的應(yīng)用，忻保高速公路伸縮縫維修效率大幅提高，病害修補(bǔ)及時(shí)有效，創(chuàng)造了安全、暢通、舒適的行車環(huán)境。

[1] 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院.公路橋梁伸縮裝置(JT/T327-2004)[S]. 北京：人民交通出版社，2004：20-38.

[2] 上海市公路管理處.公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程(JTG H30-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004：31-51.

[3] 交通部公路科學(xué)研究所.道路交通標(biāo)志和標(biāo)線(GB5768-1999)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1999：18-3.

2015-01-13

徐立東(1981-)，男，工程師。

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1008-3383(2015)09-0100-01