农村公路简支空心板桥梁铰缝施工及质量管理研究

2020-05-19黄波

建材与装饰 2020年13期

黄波

（镇沅彝族哈尼族拉祜族自治县农村公路管理段云南镇沅 666599）

改革开放以来，中国的基础设施建设得到了快速的发展，城市内公路和高架桥的施工和质量管理已经日趋成熟，随着脱贫攻坚口号的提出，目前国家已经非常重视农村的建设，要想快速推动农村发展，实现农村的脱贫和全面奔小康，良好便捷的交通则是一项非常重要的条件。国家现在每年都投入越来越多的资金用于农村公路的建设，那么如何将这些资金用到实处，高效率地建设好农村公路和桥梁，保证施工的安全性、交工后使用中的安全性，是当前农村基础设施建设和打赢农村脱贫攻坚战中的重要一环。本文以云南省普洱镇沅县为例，具体分析了简支空心板桥梁的应用情况和铰缝施工过程中的注意事项，并提出了质量管理的办法，为农村公路桥梁建设提供参考。

1 背景介绍

1.1 我国农村公路的发展

我国当前公路桥梁的建设手段已经位于国际前列，随着高速铁路的贯通，城市间的交通越来越发达，但是乡村的交通一直是之前遗留下来的短板问题。我国地幅辽阔，奇特的地形地貌甚多，而且在山区都坐落着很多村庄，交通的不便成为了阻碍农村发展的主要原因直接影响到了农民的收入。

我国乡村公路目前主要存在问题有三点，分别是设计与施工现场不相符合、施工不精细、交通设备不完善，导致后续工程施工任务存在不同程度的困难。

（1）设计与施工现场不相符合：农村公路的设计图纸和施工现场地形地貌差异性比较大，给施工进度及质量的保障带来难度。

（2）施工不精细：施工过程中因施工单位忽略了一些细节，再加之各级参建单位施工技术不精。导致出现施工质量通病，例如空心板桥铰缝处的施工，对后续养护及修复工作带来很大的施工难度。

（3）交通设备不完善：农村公路周边交通安全设施短缺或者与环境不符，例如连续弯道交通安全设施不完善，存在很大安全隐患。

本文主要从施工角度来分析如何提高农村公路空心板桥铰缝的质量。

1.2 镇沅县情况介绍

镇沅位于云南省西南部，地处于哀牢山、无量山和澜沧江、恩乐江流域之间，境内山岭绵延，江河、沟壑纵横，夏秋多发洪涝，并且温差大。镇沅县的地貌对当地公路的修建提出了很高的要求，首先要满足时陡时缓的路况，并且在高原施工，对所用材料的质量要求也会变高，公路还要适应多变的气候，夏季多雨，冬季又寒冷，同时也要满足重型卡车对路面承载力的要求。

1.3 简支空心板桥的发展

简支桥梁是一种静定结构，受力情况好，在设计过程中有明确的受力部位，适用于地形复杂多变的地方，因此在我国农村、山区等地方经济而适用。空心板是在结构的中轴线部位进行掏空，不但减轻了道路桥梁本身的自重，还提高了道路桥梁的承载能力，提高了公路的抗弯、抗扭能力。并且空心板是提前预制的，在施工过程中进行拼装，施工过程简单，不但能提高施工效率还节约工程的成本[1]。

随着空心板桥使用时间变长，必然会出现各种各样的通病，铰缝处的通病是最常见且影响的重要因素之一，如图1 所示，是铰接空心板的受力分析。当一块空心板受压后，其铰缝处其承接作用向其他空心板传递力，铰缝处起到了传递载荷的作用，因此在使用时经常被损害。

图1 铰接空心板桥受力分析

2 铰缝施工

2.1 当前施工情况

简支空心板桥结构结合了简支桥梁和空心板结构的优点，近十几年在我国公路建设中应用广泛。图2 展示了几种比较常见的空心板桥损坏方式。其中铰缝混凝土开裂、铰缝严重渗水、空心板板间错动都属于铰缝病害。在公路建设过程中，铰缝施工工程量并不大，因此在很多技术水平差、监管不严格的施工队中，铰缝施工并没有得到足够的重视，往往被人们忽略，作为一个单项造价不高，但是属于隐藏项目的铰缝施工便成为了农村公路中的短板，在后期使用过程中蕴含着巨大的安全隐患[2]。

图2 常见的空心板桥损坏方式

造成铰缝损害的原因主要有计算理论、设计因素、施工因素、其它因素这四个方面。而现在的空心板铰缝所传递纵向力，横向力未经考虑范围，而且很多公路设计机构还没有足够的设计能力，在后续仿真分析中没有完善计算理论上的不足。其他因素例如超载车辆、地震等地理因素，对公路造成的损害。其中最主要也是最容易改善的是施工因素，这是由于施工队在施工时对铰缝部位不重视造成的，例如混凝土振捣不密实，浇筑不均匀，没有对铰缝接面进行凿毛处理等。

2.2 可改进的地方

本文针对于上文所述的问题，对农村公路简支空心板桥施工和铰缝施工过程提出了以下几种解决方法：

（1）在原材料的选择方面，要建立更完整的管理体系，尤其在农村施工时对原材料的监管提高了难度。在选材时要使石料、水泥、钢筋等满足要求，做到针对不同的施工部位和工序，选择适合的加工材料，不能因为操作的复杂性而在选材这一步骤上马虎，尤其要注意对铰缝部位填充细砂的选择，尺寸和硬度都要适宜。除此之外，在操作过程中针对不同施工部位，要严格遵守相应的混凝土调制比例，不同用途的混凝土，调制要求是不一样的，要做到公路建设的每一个步骤，都按照科学的计划执行，尤其是铰缝处的混凝土调制与灌注，不能因为铰缝部位的隐藏性和施工量小而忽视，这样可以从源头解决问题，从根本出发来避免在后期出现铰缝断裂问题。

（2）加强对空心板结构的把控。空心板桥的设计，是整个加工过程的前提，在设计时要结合有限元分析和数值计算的方法，对空心板桥的结构进行完整的优化，避免出现空心板结构中出现局部应力过大、应力分配不合理的情况，在横向和纵向上都合理调整载荷的分别。接下来，在空心板顶板和侧板施工时，要注意钢筋规格、数量和位置的控制，在焊接过程中避免出现错焊、漏焊的现象，保证每个焊点都是满焊的。并且各个部位都要有足够的时间释放应力，例如预应力钢筋要在钢筋强拉释放八个小时后，才可以进行普通钢筋的安装工作。在空心板焊接和浇筑过程中不能忘记铰缝的施工，要避免在等到空心板都已经浇筑结束后，才在中间插入上部空心板中的铰缝连接筋，这会对整个结构造成硬性的不可逆的损失。

（3）加强对铰缝面的连接处理。在进行铰缝在空心板连接预留的过程中，不能只在空心板侧面把铰缝预埋钢筋的空间凿出来，还要注意在铰缝连接面进行凿毛处理，把连接面凿成带有毛刺的粗糙表面，凿毛处理要露出空心板中的粗骨料，这样有利于铰缝与混凝土更好的黏合在一起，在光滑表面容易产生缝隙。凿毛处理在施工过程中是经常被忽视的，可以使用专用的工具来提高凿毛处理的效率，这样也可以提高以后铰缝的浇筑效率。

（4）重视铰缝混凝土的制作和养生。为了避免铰缝出现有一些铰缝贴合但是有一些铰缝存在缝隙的情况，在混凝土搅拌过程中要做到规范振捣，分层浇筑。并且从现有铰缝破裂的情况来看，很多铰缝处的破裂是由于混凝土不坚固导致的，因此在搅拌铰缝处的混凝土时建议使用单独的小型振捣器，使混凝土振捣均匀，避免混凝土浇筑不到位，而造成的混凝土内部松散不紧实，使铰缝结构内存在缝隙，在以后的使用过程中铰缝连接强度低，寿命短造成安全隐患。

在施工后期会有赶工情况发生，此时要禁止混凝土没有养生就直接使用的情况发生，混凝土在收浆后要及时洒水保湿养生，并且至少要在养生7d 之后才可以进行其他的表面施工操作。注意在气温低或有雨水的情况下，要适当调整养生时间和养生条件。

3 施工质量管理

质量管理主要分三个阶段：①施工前的设计和选材；②施工过程中的监管；③验收和使用过程中的管理。

设计和选材是公路建设的基础，要想保证使用的安全性，就必须在源头进行严格的把控。公路的设计首先要结合农村实际情况，并且要完善农村公路建设管理办法，综合考虑到不同地区的不同地貌，和当地气候条件、施工条件等，因地制宜建立一套完整的设计体系，争取实现统一化管理。在原材料的选择上也要完善相关制度，最好能做到就地取材，环境艰苦附近没有可用资源，也坚决杜绝“对付”的情况发生，要保证选择的原材料是可靠的，符合标准的。

施工过程中的管理，有关部门要对每一个施工的路段做到有详细的登记在册，了解施工进度，并且在每个关键时间点都要检查到位，尤其像铰缝施工这种有隐藏性且施工面积小的环节，如果忽略这一步骤，会对以后公路的使用造成不可逆转的影响。

工程的验收和使用过程中的管理。公路施工要做到分布验收和整体验收，每完成一个阶段，就要进行验收，在后续施工之前保证之前的施工是没有问题的，并且做到标准统一规范化管理。除了在整个施工过程中进行质量管理外，农村公路的配套设备也要得到完善。由于农村文化水平有限，而且现在施工队的质量还不能完全保证，因此农村公路的配套设施并没有得到重视。首先要对村民进行交通知识的普及，现在农村还存在着没有驾照的人，但是缺开车上路的现象，因此要让村民都意识到交通安全的重要性并了解各种交通标识的含义。并且监管部门要定期抽查农村公路的配套设施使用情况，做到根据地理、气候进行更换调整。