高速公路桥梁伸缩缝施工工艺及支座维修措施研究

刘锐生

（广东能达高等级公路维护有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

高速公路桥梁建设中，伸缩缝及支座均为重点内容，通过伸缩缝的设置可以提高桥梁结构对温度变化的适应水平，以免因温度的改变而导致桥梁结构受到影响；支座可发挥出支承作用，有利于保证桥梁结构的稳定性[1]。在工程建设中，施工单位需立足实际条件，利用科学的施工工艺设置伸缩缝，并密切关注支座的实际状况，采取相应的维修措施。

1 高速公路桥梁伸缩缝的基本功能

桥梁结构中，伸缩缝常见于桥面断缝、上部结构的活动端，是细部结构和施工中容易忽视的部分（见图1），但其对桥梁的重要性不言而喻，兼具多重功能，主要包括以下方面：充分传递源自桥面的车辆荷载，使其沿着特定的传力路径传递至梁体，保证受力的合理性，避免结构实际受力超出许可范围；提高桥梁的适应能力，调节桥梁的位移变化，有利于维持桥梁上部结构的稳定性，避免其产生大幅度徐变；具有防水、排水的功能，减轻桥梁结构遭受水损害的程度；削弱振动和噪声，改善车辆通行环境以及周边居民的生产生活环境，提高高速公路桥梁的综合品质。

图1 桥梁伸缩缝

2 高速公路桥梁伸缩缝的施工工艺

施工工艺流程如图2所示。

图2 桥梁伸缩缝施工工艺框图

2.1 施工准备

2.1.1 在预制梁板和桥台背墙两处施工时，按照设计要求精准预埋锚固钢筋并预留槽口。

2.1.2 梁板安装环节重点考虑设伸缩缝的墩、台结构，因地制宜地调整缝隙的大小，以确保后续伸缩装置可以精准安装到位。

2.1.3 槽口内，对预埋钢筋间采取填充处理措施，材料可以选择砂或者砂性土。相比预埋钢筋顶面而言，外露的顶面需要略高出1～2cm，此举目的在于有效保护钢筋，以免其被压坏[2]。

2.1.4 在施工前，根据现场作业条件以及工程要求制定详细的伸缩缝施工方案，以作为正式施工的指导；做好技术交底和岗前培训工作，使工作人员对施工目标、施工工艺等形成准确的认识，例如顺直度、平整度、间距等相关指标的控制方法，提高施工的规范性。

2.1.5 以施工要求为准，适配材料和机械设备等相关物资，加强材料进场时的质量检验工作，同时调试设备，使其保持稳定运行的状态。此外，诸如拌和站、输送设备等的运行均要满足要求。

2.1.6 做好现场防护工作，设置施工警示标志，采取交通管制措施，给伸缩缝的施工创设良好的条件，以减小外界交通流量对现场作业的影响。

2.2 伸缩装置的运输方法

2.2.1 伸缩装置运输阶段，将其以捆扎的方式置于平板车上，运输车辆平顺运行，不可随意大幅提速以及急刹车，同时转弯处应慢行，以免发生倾覆。

2.2.2 以桥梁施工要求为准，将指定规格的伸缩装置运输至现场，用四点吊装法装卸，避免磕碰；尽可能将单根伸缩装置放置在伸缩缝槽口周边，不可与地面直接接触，亦不可与外部其他构件发生碰撞。

2.3 伸缩缝的安装

2.3.1 切缝

根据工程进度，于合适的时机切缝。桥面沥青混凝土铺筑工作落实到位且经过养护后，检查沥青路面的平整度，实测结果满足要求后进入切缝环节。以施工图纸为准，严格控制开槽宽度，组织测量放样工作，为正式切缝提供参照基准，通常可拉两道彩色尼龙绳，再根据该线切缝，此举有利于保证切缝的规整性与顺直性[3]。

2.3.2 开槽

开槽由人工利用风镐完成，产生的开槽深度至少达到12cm。为防护周边路面（避免其受到污染），覆盖彩条布或钢板，以起到防护的作用。操作中，先用风镐凿除切缝间的沥青路面，再全面清理残留在槽口内的杂物，进一步利用高压水枪冲洗，保证槽内足够洁净。

若切缝采用的是干切的作业方法，可利用鼓风机清理其中的粉尘等杂物。经检查后，若梁与梁的间隙不达标，则根据实际情况做适当调整，直至其满足要求为止；槽内铺设有预埋筋和锚固筋，根据设计图纸将其理顺，使其精准分布至指定位置，并采取除锈措施，清理钢筋构件上的锈迹。

2.3.3 校正钢筋

受过往车辆以及施工机械的压力作用，部分脆弱的预埋钢筋容易发生变形，严重时将折断，影响正常施工。出现此情况后，施工人员应及时分析实际受损程度以及具体原因，进而采取补焊措施，直至受损部分恢复完整状态为止；此外，预埋筋的尺寸还需完全满足要求。

2.3.4 吊装作业

伸缩装置的长度较大，吊装空间有限，容易在吊装期间因姿态控制不到位而发生碰撞，进而使伸缩装置存在受损、变形等缺陷。若为钢丝绳两点起吊的方法，则容易发生弯曲变形现象。对此，较为合适的是采用25#槽钢，数量为2 根，经焊接处理后形成“口”字形铁扁担，再采取四点吊装的方法，保证吊装过程中伸缩装置的平稳性。吊环下分别挂长为100cm 的φ16mm 短钢丝绳，配套卡具，与伸缩缝装置连接。考虑到伸缩装置易压坏槽口内钢筋的情况，可以沿缝长方向按2m 的间距依次设置12cm×12cm 方木作为临时支撑横梁而使用。缓慢吊装，将伸缩装置平稳放置并对其位置做精细化调整，直至精准就位为止[4]。

2.3.5 安装、检查及调整

安装前先清理槽内的杂物，关键是桥梁支座间的细节部分，需要利用高压水枪冲洗干净；通过对自制门架、短道木等装置的组合，共同构成完整的调平架，沿缝长方向按2m 的距离依次布设，调整螺帽和螺杆高度，抽出临时支撑梁，同时确保伸缩装置的顶面能够与路面呈齐平的关系。经调整后检查伸缩装置中心线，要求其与预留缝中心线保持重合（最大误差不可超过3mm），并在此基础上进一步调整伸缩装置的标高。安装期间，加强对装置顺直度和平整度的检测与控制，顺直度需在3mm 以内，平整度在2mm 以内。

2.4 型钢的焊接处理

伸缩装置所处位置无误后，先对其一侧做焊接处理，然后割开锁定钢板，在另一侧操控螺旋千斤顶，目的在于有效调整伸缩缝隙数值。同时，分两种情况考虑，若伸缩量小于设计值，可行方式是适当调小型钢间隙，反之则适当加大该间隙。温度是影响作业效果的关键因素，在工期许可时安排在每日最低气温时段安装[5]。经前述对伸缩缝隙的调整后，对伸缩装置的环形钢筋与预埋钢筋做焊接处理，具体为分段点焊加固的方法，其可以避免型钢过度受热而变形。焊接材料选择的是优质焊条，按照“顶面-侧面-底面”的顺序依次焊接，每完成一处焊接后均做质量检查，确保各处的焊接质量均可达标。

2.5 钢纤维混凝土的浇筑及振捣

型钢定位锚固、路面层钢筋铺设到位后，再次清理开槽内的垃圾，经监理验收后，若通过，则进入钢纤维混凝土浇筑环节。同时，遵循一次浇筑到位的原则，加强质量控制，确保其具有密实、平整的特点。浇筑期间适度采取振捣措施，即两侧同步振捣，期间密切观察浇筑点位的实际情况，若有泛浆、无气泡，则结束振捣作业。振捣时，操作人员严格控制振捣点位，避免振捣设备碰触钢筋或是其他构件；经振捣处理后，仍需利用刮杠对混凝土表面做进一步的处理，以提高其平整度。

2.6 养生

混凝土达初凝状态后，在其表面覆盖麻袋，进入洒水养生环节，全程需保证混凝土呈湿润的状态。通常，养生时间需达到15d 及以上，期间采取交通管制措施，无关人员及设备不可入场，尽可能减小外部因素对混凝土成型质量的影响。经检查后，若伸缩装置两侧混凝土强度达标且无其他质量问题，则开放交通。

2.7 安装橡胶条

根据混凝土的实测强度判断是否具备安装橡胶条的条件，待混凝土的实际强度达到设计强度的50%后，即可将缝内的杂物清理干净，再将橡胶条安装到位，需要确保安装后的橡胶止水条具有平整性，总体上较为整洁、外形美观。

3 高速公路桥梁支座的功能、常见病害及维修措施

3.1 支座的功能、常见病害

桥梁工程中，支座的功能主要为：实现对车辆荷载的传递，使其从上部结构传递至下部结构；优化水平荷载的分布状态，避免局部受力过于集中（某处受力过大时，易导致该结构失稳）；调节桥梁上部的横向位移，使其可以有效适应气温的变化，增强桥梁整体对环境的适应性水平[6]。

高速公路桥梁支座中，较为普遍的病害有如下几种：裂缝。支座垫石与梁底支座不平，存在剪切力作用，此时容易出现裂缝。另外，在桥梁所需承受的荷载逐步增加下也容易出现裂缝病害，此时主要与底部承载力不足有关，且该病害将随着桥梁使用时间的延长而愈发明显，原因在于荷载作用更强且结构材料性能发生退化；脱空。脱空的出现主要与支座施工方法不合理有关，具体表现在工序衔接不当的层面。由于未采取控制措施，梁片受力缺乏均匀性，制约了支座的功能，随着时间的延长，逐步出现松散的情况，因轻微病害的逐步积累，最终导致支座顶部脱空。

3.2 裂缝病害的维修措施

4.2.1 缝宽＜0.15mm 时，直接刷涂环氧树脂是较为可行的方法，在确定裂缝病害的发生范围后，对其两侧10cm 做打磨和清理处理，制备适量的封闭材料涂抹于裂缝处，以起到封闭裂缝的效果。在制备裂缝封闭材料时必须选择优质的原材料，严格控制用量，以得到均匀性较好的混合料。此后，由施工人员利用灰刀沿裂缝两侧10cm 范围内涂抹前期已经制备好的浆液，在此操作时应严格控制各处的厚度，通过环氧树脂等相关材料的应用有效处理裂缝。

4.2.2 缝宽≥0.15mm 时，针对裂缝病害的处理流程相对更多，需逐步落实各项工作，从根本上处理裂缝，即在注入环氧树脂前适度打磨裂缝，再进一步按照前述所提的注浆方法予以处理。首先，利用砂轮机沿着裂缝的走向对其周边5cm 宽的范围内做打磨处理，此后清理裂缝处残留的杂物，使其保持洁净，以免影响后续材料的注入效果（若裂缝处有较多的粉尘或是其他杂物，后续注入环氧树脂后，材料与缝壁的贴合稳定性不足，随之影响封闭效果）。按要求制备环氧树脂，利用特定的设备将其注入已经处理好的裂缝内，在完成该类材料的注入作业后，沿裂缝2～3cm 宽做进一步的涂刷密封处理，全面封闭裂缝，后续加强对裂缝处理部位的养护，使环氧树脂能够与裂缝稳定结合于一体，逐步成型，封堵裂缝，同时加强质量检查，判断实际情况，存在问题则从源头上处理到位[7]。

3.3 支座脱空病害的维修措施

支座有脱空的情况时，应用较为广泛的方法是确定脱空部位的实际状态，向该处楔入合适尺寸的楔形不锈钢钢板，通过该类材料的应用改善支座的受力条件，使其可正常使用。楔入处理的方法操作便捷，且不会损伤现有的结构，因此兼具质量、效率多重优势。

现阶段高速公路交通流量逐步增加，车辆荷载对公路桥梁的作用更为明显，支座脱空的类型、成因错综复杂，若要充分发挥出前述所提处理方法的应用效果，则必须准确掌握脱空的实际情况，并加强对钢板质量的控制（不锈钢钢板、钢板原材），例如材质的选择、厚度的设置均是关键的内容，工作人员需全面兼顾各项要素[8]。

通常，不锈钢钢板的大小普遍为1mm、2mm 或者3mm，钢板原材料则以5mm、1cm 居多。考虑到施工的灵活性要求，需制作全面积、3/4、1/2、1/4 四种类型的垫板，以便备用。待楔形不锈钢钢板安装到位后，借助外力将其楔入，使其稳定在脱空处起到“填充”的作用，进而使支座可正常使用。

在支座脱空处楔入钢板时，需在楔入前做好准备工作，即取适量的改性环氧材料，将其均匀刷涂在垫板的表面；同时，应当加强对垫板材质、尺寸的论证，保证其具有可行性；在完成钢板的楔入作业后检查实际情况，若存在问题，则及时处理，确保楔入后的钢板可以充分发挥出改善支座使用状态的作用。

4 结语

综上所述，伸缩缝、支座均是高速公路桥梁中的关键结构，伸缩缝虽然属于细部施工内容，但对全桥适应性和稳定性所带来的影响较为明显；而支座则容易出现脱空问题，影响上方结构的正常使用。对此，相关施工单位应以科学的施工工艺进行伸缩缝施工和妥当的方法做好支座维修工作，以此提高高速公路桥梁的质量水平。