公路桥梁工程施工中伸缩缝施工技术剖析

常林源

【摘 要】21世纪以来，中国正在以不容抗拒的姿态崛起，尤其是近几年，我国经济飞速发展，且在基础设施建设中投入的资源也越来越多。我国的基建速度让世界各国望尘莫及，甚至有“9小时内建成火车站”的壮举，特斯拉CEO埃隆·马斯克曾感叹中国基建速度比美国快了100多倍。基建项目中，最重要的当数公路和桥梁的建设，它们是建筑事业的基础，肩负着连接各区域的重任，关系到国计民生问题。文章结合实际，剖析公路桥梁工程施工中的伸缩缝施工技术。

【关键词】伸缩缝施工技术;公路桥梁工程;施工应用;探析

【中图分类号】U445.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）05-0132-03

近年来，我国城镇化建设取得了显著成效，大量农村人口涌入城市，造成城市人口剧增，这虽然带动了我国经济的增长，但也带来了新的挑战，例如，对公路桥梁的规模和质量要求不断提升。此外，基建事业的飞速发展使得建筑行业供不应求，因此建筑公司门槛降低，施工质量问题频出，尤其是公路桥梁开裂问题。为了提高公路桥梁施工质量，减少开裂问题带来的不便，可应用伸缩缝施工技术。

1 保障公路桥梁工程施工质量的重要意义

首先，公路桥梁是居民出行必不可少的基础工程建设，同时承担着对外交通的重任，唯有健全的公路桥梁体系才能够保证进出口贸易的平稳发展，从而促进城市的经济交流和经济发展。其次，第三产业中占重要地位的旅游业的发展也依靠公路桥梁的辅助。众所周知，旅游业是目前国家大力倡导的产业，它的成本较低，对环境污染小，还能提供大量工作岗位，带动当地经济增长，以最小的代价获取最大的效益。然而很多偏远地区自然景观秀美，但交通不便，无法吸引游客，也无法发展旅游业。最后，城市结构布局和园林设计等也与公路桥梁建设密不可分。所以说公路桥梁是城市交通的基础，能够为其他基建事业提供基础保障，从而促进经济发展。

2 公路桥梁裂缝问题的成因

2.1 横向裂缝形成的原因

横向裂缝主要是受到当地气候变化影响而形成的，其受到温度影响较大。目前我国公路桥梁大多采用较高的路基填土高度，而绝大多数公路基层都会采用半刚性结构，这种结构虽然有着诸如强度高等优点，但其对于温度变化的抵抗力很低，再出现较大温差或是较低温度时就会发生收缩，促使裂缝的产生[1]。

2.2 纵向裂缝形成的原因

纵向裂缝的成因有以下2种：第1种是施工过程中采用了不恰当的施工方式，导致公路留有纵向裂缝;第2种则是受到当地自然条件影响而产生。例如，在拓宽公路时，由于操作不当，新旧路基无法完美契合，因而发生沉降，产生裂縫;又如，路基土较为湿润，在公路建成通车后，靠近边缘的部分由于车辆通过次数较少，因此能够保留一部分水分，而公路中央水分迅速蒸发，之后不同位置路面的水平高度会发生改变，导致路面被拉裂。

3 公路裂缝的危害

3.1 破坏公路

首先，公路裂缝对于公路的破坏是毋庸置疑的，湿润天气必定会有水进入裂缝，在低温天气，水结冰时体积膨胀，因此裂缝长度和宽度都会随之增加，导致公路整体发胀，出现面层材料拱起、路面凹凸不平，长期得不到修复和治理的公路甚至会出现较大的坑凹，最后难以继续使用。

3.2 埋下安全隐患，影响汽车通行

在汽车高速行驶时，一条裂缝可能改变汽车的运动轨迹，若是路面上出现凸起和凹坑，对于司机而言可能造成灭顶之灾，尤其在光线较差的情况下。另外，不平整路面的动摩擦因数会增加，即变得更为粗糙，对车轮的摩擦力增大，进而加重其磨损程度，减损使用寿命，人们长期通过有裂缝的路面，会蒙受一定的经济损失[2]。

4 伸缩缝施工技术在公路桥梁工程施工中使用的影响因素

由于铺设公路桥梁时需用到混凝土技术，因此影响其伸缩缝的主要因素为温度变化，而湿度也会影响其中钢材的使用，另外空气中杂质过多也会加快橡胶材料老化;此外还有大量汽车通过，增加公路负载所导致的伸缩缝装置角变位等问题。目前主要采用的无缝伸缩装置适用于-25～60 ℃的范围，我国大多数地区伸缩量小于50 mm的各种建筑结构都能使用。

4.1 温度影响

伸缩缝施工技术中所使用的材料主要分为3种，其中起到主要固定作用、保证结构完整性的是混凝土与钢材，二者对于外界温度和湿度变化都较为敏感，容易因为外界条件的改变而造成质量下降。施工地出现较大温差时，由于热胀冷缩，金属构件长度、体积等会发生微小的变化，这种肉眼不可见的变化在施工过程中也会影响金属构件的性能，造成裂缝增大;另外，过于干燥的环境容易造成混凝土开裂，影响路面和桥面的美观性与安全性，湿度过大又会使得金属表面生锈，甚至造成脱落。

4.2 材料影响

4.2.1 混凝土特性

混凝土的化学本质是一种凝胶，以水泥为主要凝胶材料，与砂石按照一定比例混合后加水搅拌浇筑而成。水泥的主要化学成分是氧化钙，这种物质遇到水会发生化合反应形成氢氧化钙，反应过程释放大量热，这就是混凝土浇筑过程中会产生大量热的原因。在施工过程中，混凝土导热性差和浇筑时产生热量的特性会使其内外产生较大温差，造成开裂，影响正常使用[3]。这些裂缝无论是从数量上还是危害程度上都远远大于使用过程混凝土表面产生的裂缝，施工过程中稍有不慎，很可能导致路面和桥面二次开裂，造成不必要的麻烦。

4.2.2 混凝土中裂缝形成的原因

4.2.2.1 水泥水化过程释放热量

混凝土浇筑过程本身会产生大量热，由于其透气性差且内部分子间距小，颗粒间几乎没有可容空气通过的微小缝隙，不具备透气性，而且这种由砂子、水泥等物质混合形成的固体导热性差，很难散热，这部分热量就会使得混凝土内部温度升高，而外部温度与当地环境一致，内外温度不一致会导致混凝土表面开裂。

4.2.2.2 水分丧失引发的收缩

混凝土中必须保持一定的水分以供水泥硬化所需，在浇筑时往往会提供过量水分，随着温度升高，水分会自行蒸发。但若是有过多的水分蒸发，就会引起混凝土收缩，若是收缩完成后再吸收水分，又会导致体积迅速膨胀，产生大量裂缝。

4.2.2.3 外界气温骤变的影响

混凝土表面温度会随着当地外界气温的变化而变化，即混凝土表面温度与气温等同。混凝土浇筑完成后必须进行养护，整个过程的时长视情况而定，一般为5～7 d，在这个过程中，若是外界气温骤变，则必定会引起混凝土内外温差剧增，表面产生大量裂缝。因此，在一些昼夜温差较大的地区容易一夜之间引发混凝土开裂。

4.3 混凝土配置材料的选择

用于伸缩缝施工中的混凝土有着区别于普通混凝土的本质，并非只是在体积和长度、厚度上存在差异。最重要的区别在于此处使用的混凝土的厚度和表面积导致内部散热困难，因而极易产生裂缝。所以在选择水泥种类时，要充分考虑浇筑后混凝土的抗拉强度等因素，选择合适的材料，例如采用水化热度较低的材料，减少水泥水化释放的热量，进而为温度控制工作提供便利，减少产生裂缝的现象。还有应当在保证工程能够保质保量完成的前提下尽量用较少的水泥，并选择适宜的外加剂，如减水剂，防止泌水现象对施工的影响，保证不发生二次开裂。

4.4 混凝土浇筑过程的温度控制

4.4.1 材料的选择与配置

应当在水泥强度足够的前提下选择水化热较小的品牌，另外掺入外加剂，防止温差过大。需要注意的是，在外掺膨胀剂时，要注意适当减少减水剂的用量，保证均匀合适的配比。

4.4.2 分层进行浇筑工作

混凝土在搅拌时，应当注意尽量保证匀速，向同一方向搅拌，在进行浇筑工作时，为防止温差过大，应当采用合理分层的方法，使得混凝土高度缓慢均匀上升。

4.5 混凝土的内部温度测量

在测量混凝土内部温度时，可选取无缝不漏水钢管，密封后插入材料低端，浇筑工作完成后向钢管内部注入水或其他沸点较高的液体，再定期测量液体温度，从而得知混凝土内部温度[4]。

4.6 钢材的选择

在选择伸缩缝装置使用的钢材时，应当综合考虑当地气候情况、断面部位尺寸、钢材强度等因素，选择最合适的材料，所购进钢材的性能必须符合我国发布的《优质碳素结构钢》等文件中的规定，不同情况下适用的钢材如图1所示。

伸缩装置中使用的所有钢材都必须满足表面平整、光洁的条件，通体不得有较大凹坑、裂纹、气泡等痕迹，更不能有机械损伤，断面不可有大于0.5 mm的毛刺，必须保证平整光滑。

4.7 橡膠带的选择

伸缩装置中的橡胶带乃是伸缩性能的主要来源，承担着十分重要的任务，其物理性能如硬度、拉伸强度等必须符合我国施工标准要求，另外根据施工当地的环境，还需选择具有强抗腐蚀性、耐盐水性、耐油污性和抗老化性等特殊材料，防止橡胶带老化断裂，危及公路和桥梁安全。伸缩装置中的橡胶带尺寸应当满足表1中的条件。

5 施工过程注意事项与施工要点

5.1 施工前的准备阶段

在施工工作进行之前，首先应当考虑当地气候特点，因地制宜，结合温度和气候变化并考虑到不同季节的温度差，据此调整路基材料与定位高度。在确定环境因素后，应当按照我国相应的规章制度严格绘制图纸，图纸上交并通过审核后，应当将其印发给所有施工人员，要求他们牢记图纸内容与要求，据此确定施工计划，明确工程中每个环节的步骤和责任人，防止事后出现互相推诿的现象。另外，在施工前还应当认真检查需要用到的材料设备，严禁使用假冒伪劣产品，埋下安全隐患。

预埋链接钢筋时，要按照预先设计的文件图纸中标明的高度与尺寸进行，预埋件保持合理间距，并调整夹角方向，使之与路面、桥面的方向一致，并对钢筋高度进行调整，不能超过混凝土顶面。此外，梁板预埋伸缩缝钢筋的方向也必须与梁板方向一致，且顺应桥梁夹角。

5.2 施工阶段

伸缩缝技术施工过程分为许多步骤，首先，切缝前要考虑实际情况，根据路面平整度调整施工方案;若扩大切割面仍不能起到作用，就需要先修整路面。另外，在地面进行切割工作时必然会出现大量粉尘，因此应当用钢板覆盖被切割路面。其次，伸缩缝在安装前应当仔细检验是否为所需尺寸，是否为拟定好的图纸中的宽度，在运输时，若是伸缩缝体积过大，则可采用分段运输法。另外，伸缩缝不可露天放置，否则会受到风雨侵蚀降低质量;安装过程必须使用夹具，并且根据施工地的情况调整各项安装参数，并尽量减小误差。

5.3 施工完成后公路桥梁的保养维护

伸缩缝安装工作完成后，还应当注重公路的保养维护工作，例如清理路面上施工留下的障碍物，并且仔细检查完成施工后的路面，检查有无遗留问题和破损裂缝现象，要保证规定时间内不出现质量问题，防止二次返工。此外，还要做好保温与保湿工作，既要防止混凝土开裂，又要防止金属构件锈蚀。

6 结语

在新的经济形势下，各个国家之间的竞争十分激烈，我国想要快速发展经济，就必须注重以公路桥梁建设为首的基础设施建设工作，而想要保证公路桥梁的质量，为其他基建工作提供可靠的基础保障，就应当将伸缩缝技术应用到公路桥梁建设当中，减少甚至杜绝表面开裂现象。

参 考 文 献

[1]罗永，陆佳佳，董伟.浅谈桥梁伸缩缝施工工艺及病害原因分析[J].公路交通科技（应用技术版），2011（12）：234-237.

[2]李俊，周敏.桥梁大位移伸缩缝破坏原因分析及更换施工技术[J].公路交通科技（应用技术版），2012（4）：4-6.

[3]田文国.伸缩缝安装的施工处理[J].公路工程，2009（3）：115-116.

[4]张学志，张炳涛，于志东，等.柔性伸缩缝在桥梁维修工程中的应用[J].公路，2017（8）：136-138.