姚振

淺談缺陷槽口條件下模數(shù)式伸縮裝置的安裝控制要點

姚振

（江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212100）

橋梁伸縮裝置作為橋梁梁體的附屬構(gòu)件或表面埋置結(jié)構(gòu)物，在長期的使用過程當(dāng)中，直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊，而對于安裝于存在槽口缺陷的伸縮裝置，其安裝質(zhì)量更是重中之重。以鹽城市快速路網(wǎng)三期工程為背景，從梁端槽口內(nèi)缺陷處理、槽口預(yù)埋筋不理想時的焊接、鋼筋防裂網(wǎng)的安裝位置以及混凝土的收面與養(yǎng)生等方面，探索和總結(jié)一系列安裝施工控制要點。

伸縮裝置；安裝；混凝土；焊接

橋梁伸縮裝置是一種公路橋梁伸縮裝置，是為滿足橋面變形的要求，通常在兩梁端之間、梁端與橋臺之間或橋梁的鉸接位置上設(shè)置伸縮裝置。要求有：①具有足夠位移能力，能夠滿足梁體橫向、豎向和縱向的三向位移需要；②具有足夠的支承能力，應(yīng)與梁體連接可靠且牢固；③具有工作溫度限制；④車輛行駛過時應(yīng)平順、無突跳或滑移等安全隱患；⑤滿足防水、降噪、抗震、自潔和易養(yǎng)護(hù)等功能要求。除結(jié)構(gòu)和功能上的要求以外，一般還要求橋梁伸縮裝置還要有不少于10年的工作壽命。

筆者根據(jù)經(jīng)驗將橋梁伸縮裝置成品的整體質(zhì)量總結(jié)為：30%在于伸縮裝置本身，30%在于槽口預(yù)留，40%在于施工安裝。并且從橋梁伸縮裝置的定義也可以知道，橋梁伸縮裝置作為橋梁梁體的附屬構(gòu)件或埋置結(jié)構(gòu)物，直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊，尤其模數(shù)式伸縮裝置型鋼與混凝土長期暴露于外界環(huán)境中，是橋梁結(jié)構(gòu)中最易遭到破壞的部位，施工中的不足或缺陷會直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的隱患產(chǎn)生。

本文以鹽城市快速路網(wǎng)三期工程為背景，對不理想槽口條件下模數(shù)式伸縮裝置的安裝工藝提出幾點安裝建議。

1 梁端槽口內(nèi)的缺陷處理

當(dāng)橋面混凝土調(diào)平層在槽口位置的橫向端部不順直時，顯現(xiàn)為瀝青混凝土隔段或長區(qū)段懸空，此種現(xiàn)象如不處理，在后期伸縮裝置澆筑時容易造成空洞或強度不足，尤其當(dāng)懸空位置在行車道車輪位置時，經(jīng)車輪長期碾壓，瀝青與混凝土接縫位置會首先在瀝青面上反映出凹陷、下沉，進(jìn)而混凝土邊角破損、開裂，最終導(dǎo)致伸縮裝置損壞。因此，建議遇到車輪位置懸空的槽口，應(yīng)當(dāng)補切一道，露出梁體混凝土再進(jìn)行下一步工序。

2 槽口預(yù)埋筋不理想時的焊接

在實際施工過程中，由于橋梁伸縮裝置都是由專業(yè)廠家制造，而梁端預(yù)埋筋都是由橋梁建造單位預(yù)埋，在安裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)裝置的錨環(huán)與預(yù)埋筋的連接達(dá)不到施工圖設(shè)計的理想化位置，所以經(jīng)常會用到“U”“L”形連接筋輔助 連接。

伸縮裝置豎向受力如圖1所示。伸縮裝置受到由車輛荷載產(chǎn)生的豎向壓力時，先由混凝土平面受力，進(jìn)而垂直方向向下傳導(dǎo)，通過錨板、錨環(huán)傳至錨環(huán)與預(yù)埋鋼筋、橫穿鋼筋形成的鋼筋籠時，形成橫向與豎向的線性受力，通過線性分解，傳導(dǎo)至各類連接筋、錨環(huán)焊點、剪力釘?shù)?，繼續(xù)向梁體四周發(fā)散傳力，最終減小和抵消荷載壓力，所以伸縮裝置的受力應(yīng)以垂直方向為宜，那么焊接安裝就顯得尤為重要。

圖1 伸縮裝置豎向受力

下面為幾種不理想的槽口預(yù)埋筋的情況，在焊接過程中都應(yīng)當(dāng)有針對性地調(diào)整焊接方式和位置。

預(yù)埋筋過低。不論是梁端還是橋臺位置，當(dāng)槽口預(yù)埋筋過低時，建議輔助“U”形連接筋，并隔環(huán)以對開口形式焊接，連接筋一端與錨環(huán)上口焊接，另一端與預(yù)埋筋橫向平行焊接，橫向形成“口”字形鋼筋籠形狀（兩梁端位置）。

預(yù)埋筋過高。當(dāng)槽口預(yù)埋筋過高時（預(yù)埋筋頂面高出錨環(huán)上口時），建議輔助“U”形連接筋，開口錯位對向布筋，連接筋一只腳與錨環(huán)上口焊接，“U”字背部與預(yù)埋筋豎向連接平行焊接，另一只腳的尾部與預(yù)埋筋點焊，形成4個焊點的鋼筋籠。

預(yù)埋筋靠后。當(dāng)槽口預(yù)埋筋遠(yuǎn)離梁端伸縮縫位置時，應(yīng)輔助一只腳長，一只腳短的“U”形連接筋，連接筋短端與錨環(huán)上口焊接，長端與預(yù)埋筋橫向平行焊接。以位移箱1.4～1.8 m間距為例，每相鄰移箱之間不少于3處輔助連接。

預(yù)埋筋靠前。當(dāng)槽口預(yù)埋筋預(yù)埋過于靠近梁端伸縮縫時，應(yīng)輔助“U”形連接筋，連接筋一端與錨環(huán)上口焊接，另一端與預(yù)埋筋橫向平行焊接，并以全部開口向后方向焊接，盡量通過連接筋將錨環(huán)與預(yù)埋筋形成“口”字形或合攏狀態(tài)，另外要注意焊接時連接筋與構(gòu)造縫邊緣距離，保證預(yù)留足夠的鋼筋保護(hù)層。

預(yù)埋筋整區(qū)段缺失。通常情況下，預(yù)埋筋個別缺失采用植筋方式補筋，但長區(qū)段缺失僅采用植筋方式補筋仍顯不夠牢固，應(yīng)以植筋+制籠方式加固。

綜上，對于豎向受力，不論槽口預(yù)埋筋與設(shè)計圖紙存在怎樣的位置差異，其糾正或補強措施的目的都是按照前文所述的受力方式，通過伸縮裝置錨固系統(tǒng)與梁體預(yù)埋筋形式鋼筋籠將所受豎向荷載以面?zhèn)鲗?dǎo)、線分解、點發(fā)散的方式進(jìn)行減少和抵消。同理，梁體位移產(chǎn)生的橫向力和縱向力仍然通過該種鋼筋籠結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解和消散。

3 鋼筋防裂網(wǎng)的安裝位置

當(dāng)伸縮裝置安裝完成以后，通常還需要安裝防裂鋼筋網(wǎng)，用以抵抗混凝土的收縮和溫度變化在現(xiàn)澆板內(nèi)引起的約束應(yīng)力。但在實際施工過程中，不論是施工人員的操作失誤、技術(shù)交底的不到位，還是對防裂鋼筋網(wǎng)的不重視，經(jīng)常會出現(xiàn)防裂鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在邊梁鋼上、錨環(huán)上或錨板上，有的甚至利用位移箱作為鋪設(shè)平臺，這樣的安裝方式不僅起不到防裂效果，反而增加了混凝土開裂的可能性。建議輔助“T”形鋼筋作為鋼筋防裂網(wǎng)的鋪設(shè)支架，連接筋的豎向鋼筋與槽口預(yù)埋筋根部豎向平行焊接，橫向筋預(yù)留防裂網(wǎng)版保護(hù)層的高度，一般控制在2.5～3 cm為宜。

4 混凝土的收面與養(yǎng)生

對于不理想槽口條件下安裝的模數(shù)式伸縮裝置，嚴(yán)格澆筑過程或養(yǎng)生混凝土，也能補足并提高伸縮縫安裝的整體質(zhì)量，一般建議澆筑完混凝土后收光三四次左右，并保證7～10 d的養(yǎng)生期再開放交通，具體如下。

第一步：收面，帶尺用木抹子搓壓，將混凝土表面初步找平（澆筑后）。

第二步：收面，初次壓光，帶尺用鐵抹子搓壓，砂漿出現(xiàn)后，將表面整平（澆筑后0.2～0.5 h，低溫季節(jié)時間應(yīng)當(dāng)延長）。

第三步：收面，二次壓光，帶尺用鐵抹子搓壓，此次將表面壓實，清除表面氣泡、砂眼等缺陷（澆筑后1.5～2 h，即初次壓光后出現(xiàn)表面收水，指按有印但不陷入時）。

第四步：收面，帶尺用鐵抹子用力均勻搓壓，封閉混凝土表面的毛細(xì)孔，將表面密實、壓光，此次可能會出現(xiàn)需要帶水現(xiàn)象（初凝前）。

第五步：拉毛，初凝前收光后，即可進(jìn)行表面粗糙處理，拉毛能夠有效防止混凝土表面太光起皮或收縮裂紋的產(chǎn)生，用掃帚類工具順橫坡方向進(jìn)行，一次進(jìn)行，中途不得停留（手指稍微加壓按下能出現(xiàn)2 mm左右深度的凹痕時）。

第六步：養(yǎng)生、拉毛處理后，等待混凝土表面的毛峰出現(xiàn)白色時，即可進(jìn)行覆蓋地保膜，在約3 h后進(jìn)行第一次澆水養(yǎng)生，第一次澆水時間冬夏季各有不同。

5 其他建議

在項目的施工過程中，還發(fā)現(xiàn)有其他影響伸縮裝置安裝質(zhì)量的點，在此一并提出建議。

因材料特性差異，水泥混凝土和瀝青混凝士兩者彈性模量相差巨大，水泥混凝土耐磨性、剛度和抗推移的能力遠(yuǎn)大于瀝青混凝土，在實際使用的過程中瀝青混凝土磨損要快于水泥混凝土，所以當(dāng)橋面鋪裝材料為AC或AM混合料時，伸縮裝置與橋面高差應(yīng)控制在1～2 mm，并向2 mm靠攏為宜。當(dāng)橋面鋪裝材料為SMA混合料時，伸縮裝置與橋面高差應(yīng)控制在0.5～1.5 mm，并向1 mm靠攏為宜。

因鋼材材質(zhì)等原因，翻邊、不順直的型鋼在生產(chǎn)過程中會進(jìn)行調(diào)直并進(jìn)行穩(wěn)定化處理，但常出現(xiàn)調(diào)直不到位情況，導(dǎo)致在現(xiàn)場焊接后限位裝置打開時，因內(nèi)應(yīng)力釋放會出現(xiàn)開焊、再翻邊、跳角等現(xiàn)象。所以對于有缺陷的型鋼應(yīng)當(dāng)在裝置生產(chǎn)前調(diào)直完全。

不論主線橋還是匝道橋雙縫以上的伸縮裝置位移箱都必須有錨釘部件，并在焊接時保證錨釘與預(yù)埋鋼筋、橫穿鋼筋能夠有效焊接，這樣受力時才能抵抗剪力。

澆筑混凝土前，槽口需充分濕潤，并在澆筑過程保持濕潤狀態(tài)，但不應(yīng)積水。

在伸縮裝置安裝之前，僅僅測量構(gòu)造縫寬度還不夠，還要關(guān)注和查閱橋梁跨徑，對不合理的型號設(shè)置應(yīng)謹(jǐn)慎安裝。

對于匝道或超高段的橋梁，通常橫坡會很大，混凝土澆筑之前應(yīng)當(dāng)保證坍落度適用，并且澆筑時應(yīng)當(dāng)由低坡向高坡澆筑，收面同向。

對于槽口過淺的情況，需要人工向下打深，深度應(yīng)當(dāng)保證混凝土中的粗骨料被包裹后，能夠進(jìn)行進(jìn)入伸縮裝置錨固系統(tǒng)各部件的下方，例如保證錨環(huán)下口以下3 cm、位移箱下口以下5 cm的保護(hù)層。

對于伸縮裝置安裝溫度的理解，安裝當(dāng)天的溫度不能作為唯一標(biāo)準(zhǔn)，例如，春季向夏季交替時節(jié)，多天連續(xù)20 ℃的之后的當(dāng)日30 ℃和夏季向秋冬季交替時節(jié)，多天連續(xù)30 ℃之后的當(dāng)日20 ℃，都不能作為標(biāo)準(zhǔn)的安裝溫度，因為縫寬作為梁體縱向位移的直接表現(xiàn)，梁體的溫度伸縮、預(yù)應(yīng)力收縮、徐變、彈性伸長都是一個慢性過程。

［1］林筱平.公路橋梁上構(gòu)伸縮裝置安裝施工控制要點［J］.中國公路，2020（7）：96-99.

［2］中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司.JT/T 327—2016 公路橋梁伸縮裝置通用技術(shù)條件［S］.北京：人民交通出版社，2016.

U443.31

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.12.040

2095－6835（2020）12－0094－02

〔編輯：王霞〕