某高速公路模数式伸缩装置更换施工方法及质量控制探讨

郑毅强， 王显平

(安徽省交通控股集团有限公司，安徽 合肥 230088)

某高速公路模数式伸缩装置更换施工方法及质量控制探讨

郑毅强， 王显平

(安徽省交通控股集团有限公司，安徽 合肥 230088)

模数式伸缩装置在高速公路桥梁上广泛使用，其病害种类较多，文章结合济广高速阜周段桥梁D160型模数式伸缩装置更换工程，对该类伸缩装置典型病害成因、更换施工方法及施工质量控制内容进行探讨。

模数式伸缩装置；病害成因；施工方法；施工质量控制

模数式伸缩装置的伸缩体由异型钢梁与单元密封橡胶带组合而成，由边梁、中梁、横梁、连动机构和密封橡胶带等部件组成，适用于伸缩量为80 mm的单缝和160～1 200 mm及以上的公路桥梁[1-3]。

G35济广高速阜周养护段桥梁全长约13 km，桥梁伸缩装置主要类型有梳齿板式、D80异型钢式和模数式。其中模数式伸缩装置为D160型，其典型病害主要表现为中梁断裂、密封橡胶带破损和锚固混凝土破损。典型病害如图1所示。

图1 D160型模数式伸缩缝典型病害

本文结合阜周养护路段桥梁模数式伸缩装置更换工程，对D160型伸缩装置病害主要成因进行分析，并对其更换的施工方法及施工质量控制内容进行探讨[4-7]。

1 典型病害主要成因分析

1.1 中梁断裂

(1) 位移箱的设计间距过大，导致中梁在车辆荷载及其冲击力的反复作用下，出现较大的竖向变形及弹性震动，造成中梁断裂。高速公路上位移箱间距最好不超过1.5 m。

(2) 施工时位移箱在桥面横断面上设置的位置不妥，致使中梁出现较大的悬臂长度，在车辆重载作用下，由于较大负弯矩作用而折断。如，在高速公路超车道左侧，位移箱距离中分带护栏侧面达到90 cm多,中梁悬臂长度达到70 cm多。高速公路上位移箱距离中分带护栏侧面最好不超过50 cm。

1.2 密封橡胶带破损

(1) 密封橡胶本身质量不过关，在光照、天气变化作用下，出现早期老化而破损。

(2) 养护不及时，使缝隙里积累砂石过多，在车辆荷载的反复冲击下，砂石直接刺破橡胶带。

1.3 锚固混凝土破损

(1) 锚固混凝土本身问题，或配比不当，或振捣不够，或养护不当，或混凝土没达到设计强度就开放交通等。

(2) 锚固筋及连接钢筋设置不合理，致使缝体锚固不牢，在车辆冲击下使其抖动过大，波及锚固混凝土而破损。

2 伸缩装置更换施工方法

2.1 施工现场准备

在伸缩装置更换施工前，应做好以下现场准备工作：

(1) 按规范和现场要求做好养护作业区交通安全组织。

(2) 施工所需工、料、机到场到位。

(3) 复核现场工况、原桥梁图纸与伸缩装置设计是否吻合。

2.2 拆除原伸缩装置

(1) 切割放样。先采用切缝机沿槽口混凝土切缝。切缝线应全部包含原有锚固混凝土，切缝边口应整齐、无缺损。

(2) 凿除锚固混凝土。采用小型风镐机具凿除锚固混凝土，根据原设计图纸和现场情况控制槽深，槽深一般为35 cm左右。槽口底部应均匀平整，不留松动和老旧混凝土。凿除过程中尽量保留原槽口预埋的锚固钢筋。

(3) 清槽。混凝土凿除后应及时清槽，采用空压机或高压水枪清除槽口和梁端缝隙的杂物，特别是梁端缝隙内杂物必须清除干净，确保梁体自由伸缩。

(4) 检查槽口。清槽后及时检查槽口尺寸和梁端缝隙宽度，对不满足安装要求的提前采取处理措施。同时对槽内锚固钢筋进行矫正和除锈处理[5-7]。

2.3 伸缩装置安装

(1) 缝体运输与存放。缝体由生产厂家用专车运输至安装现场，缝体出厂时标明吊点，施工现场要按照标明的吊点进行装卸。缝体在工地存放时，应垫离地面至少30 cm,一般在靠近预留槽处铺设道木组进行水平存放。存放期间要用防水毡布覆盖，防止日晒、雨淋和污染。

(2) 安装。① 缝体定位值的确定：伸缩装置一般应在5 ℃～20 ℃的气温范围内安装。现场安装温度应与缝体定位时出厂温度值相符合。当二者不一致时，应按照安装时的温度调整缝体定位值，然后用专用卡具将其固定。② 缝体就位：缝体就位采用汽车吊或龙门吊等吊装方法。缝体就位后应调整中心线, 使其与梁端间隙中心线相重合，最大偏差不得超过10 mm。然后，沿桥面横坡方向，校正缝体顶面标高及平整度，使之与两端路面标高相吻合，随即在缝体两侧锚环内穿放水平连接钢筋。位移箱底下应预留不小于5 cm的间隙，以确保箱底部混凝土密实，使位移箱稳固。③ 植筋：当槽口内的锚固钢筋不符合伸缩装置的锚固要求时，按照伸缩装置的锚固要求，在槽口内相应位置补植钢筋作为锚固筋。锚固筋应充分利用原桥预埋的锚固钢筋，根据安装需求，可对应缝体边梁锚固筋和位移箱的位置补植钢筋，植筋质量、规格和位置等应能满足伸缩装置的锚固要求。④ 缝体固定：缝体固定之前，需对缝体顶面标高进行测量。一是确保中梁顶面与边梁顶面相对高差不超过±1.5 mm，二是确保沿桥面横坡缝体顶面标高稍低于桥面2～3 mm。缝体直线度以10 m不超过1 mm控制。

缝体固定时沿一个方向依次间隔2～3个点将边梁上的锚固筋与预埋钢筋或植筋焊接。一般需两侧对称间隔施焊，严禁从一端依次顺序施焊，防止造成缝体变形。当锚固钢筋与边梁锚固筋位置不符时，采用U型或相应的钢筋进行加固连接。连接处焊缝长度不小于10 cm。严禁出现点焊、跳焊、漏焊等现象。焊接的同时，随时用水平尺检查、调整缝体型钢的顶面标高和直线度[8-9]。

2.4 浇筑混凝土

(1) 立模。模板采用2 mm钢板,填塞材料采用厚度适宜的聚苯乙烯泡沫板。模板须按伸缩装置外形和梁端情况制作，立模时使用扎丝将其坚固在锚固钢筋上。模板与梁端间缝隙采用相应厚度泡沫板填塞。模板安装后需认真检查，确保混凝土振捣时不变形、漏浆。同时，型钢顶面须用胶布密封，防止混凝土污染型钢和密封橡胶带。

(2) 混凝土拌和、运输。锚固混凝土采用C50钢纤维混凝土，并加入具有微膨胀作用的早强剂，减少其后期干缩裂缝。施工过程中，严格按照设计配合比进行搅拌生产，准确控制早强剂和钢纤维用量，依据气温合理确定混凝土水灰比，对到场混凝土坍落度进行检查，坍落度宜控制在30～50 mm。

为保证混凝土的质量和施工和易性，如混凝土拌和生产地与施工现场距离较近，尽量降低混凝土水灰比，采用自卸翻斗车运输。如运距较远，依据气温和以往施工经验，确定水灰比，采用混凝土搅拌罐车运输。只有少量局部混凝土修补，才可采用在施工现场拌和混凝土。

(3) 混凝土浇筑。混凝土浇注前，预先在伸缩装置两侧桥面上铺塑料布，防止混凝土污染沥青路面。再次检查缝体、锚固、缝隙等情况是否合格。检查合格后方可下料浇筑。

混凝土振捣采用平板振捣器在两侧同步振捣的方法。特别对一些边拐角的地方要加强振捣。混凝土振捣密实后，安排人工用抹板搓出水泥浆，分4～5次抹压、平整、收光，并随时用直尺检查调整各项指标。

2.5 混凝土养生

(1) 水泥混凝土浇筑完成后，应用土工布或麻袋覆盖，并根据气温情况定时洒水养生，一般情况下养生时间不应少于5昼夜。

(2) 养生期间，须进行交通管制，特别是夜间，要做好防护措施，防止混凝土被车碾压。

(3) 混凝土强度达到设计要求后，清理施工现场，然后开放交通。

3 缝体分段更换质量控制方法

因高速公路车辆通行或实际养护需要，伸缩装置更换时一般都采用半幅通行半幅施工的方法。因此，缝体需要分段安装对接。对接缝尽量设置在受力较小处。缝体对接时，要使接缝紧密靠拢。焊接时采用坡口焊接的方式，并在钢梁外侧跨焊缝处加悍厚度大于20 mm的钢板。焊接结束后用手提砂轮机磨平钢梁顶面焊缝。

根据工程需要，接缝处应进行探伤检查，同时应检查钢梁是否因焊接而出现了变形。若变形较大需进行校正，消除内应力。缝体分段安装后，密封橡胶带应整体更换，以防接头漏水。

4 梁端缝隙处理主要方法

在清理槽口后，须实地对梁端之间的缝隙宽度进行复核测量。当发现缝隙宽度不符合设计和安装要求时，一般应采取如下处治措施：

(1) 对于缝隙宽度与设计偏差过大或桥梁结构与设计不符时，应委托设计单位提供专项处治措施，更换其他类型的伸缩装置。

(2) 对于缝隙宽度与设计偏差在设计允许范围内，在征求设计单位意见后，可调整与缝宽相匹配的伸缩装置型号。

(3) 一般情况缝隙宽度比设计较大时，在征求设计单位意见后，通常可采用挂网浇注混凝土、增加混凝土托梁等措施来减小间隙。

5 结束语

伸缩装置设计不合理、施工质量控制不严格、材料性能差等原因都有可能导致高速公路桥梁模数式伸缩装置出现早期破坏，针对不同的破坏原因应采取相应处治措施。本文侧重从施工的角度，阐述了模数式伸缩装置更换的施工过程及其控制要点[10]。总之，要提高模数式伸缩装置使用性、耐久性，从设计、加工采购到施工均要严格把关。

[1] JT/327-2004，公路桥梁橡胶伸缩装置[S].

[2] JTG/T F50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].

[3] JTG F80 /1-2004,公路工程质量检验评定标准[S].

[4] 李扬海，程潮洋，鲍卫刚，等．公路桥梁伸缩装置实用手册(第二版)[M].北京：人民交通出版社，2007．

[5] 李 婷.高速公路桥梁伸缩装置快速更换技术[D].重庆：重庆交通大学，2012.

[6] 杨文科.大型模数式桥梁伸缩装置的设计[J].公路交通科技(应用技术版)，2013(3)：165～167.

[7] 王 勇，杜 镔，唐 志.几种桥梁模数式伸缩装置边梁型钢的受力分析[J].交通科技，2015(5)：15～17.

[8] 赵煜东.桥梁伸缩缝的维修更换施工技术探讨[J].黑龙江交通科技，2015(5)：116.

[9] 闵云伟.南浦大桥大位移伸缩装置更换工艺[J].中国市政工程，2007(2)：28～30.

[10] 邹友泉，顾水友，李 莉，等.赣粤高速公路桥梁伸缩缝破坏模式及原因浅析[J].公路，2015(2)：90～93.

2016-10-14；修改日期：2016-10-30

郑毅强(1976-)，男，安徽合肥人，硕士，安徽省交通控股集团有限公司高级工程师．

U443.31

A

1673-5781(2016)06-0818-03