公路桥梁伸缩缝的设计与施工应用研究

毛诗魁

（甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730000）

公路桥梁是居民出行必不可少的基础设施，履行着公共交通的重要使命。只有完善的公路桥梁体系，才能保证进出口贸易的稳定发展，促进城市经济交流和经济发展。其次，在第三产业中起着重要作用的旅游业发展依赖于道路和桥梁的支持。众所周知，旅游业是国家大力倡导的产业，旅游业经济收益可观，污染少，并提供许多就业岗位以促进当地经济增长，并以最低的成本获得最大的利润。但是，许多边远地区自然风光秀丽，交通不便，不吸引游客，旅游业也无法发展。最后，城市结构布局和花园设计也不能与公路和桥梁建设分开。因此，公路和桥梁成为城市交通的基础，并可以为其他基础设施项目提供基本保证，从而促进经济发展。

1 高速公路桥梁伸缩缝的作用

目前，在我国建造公路桥梁时，通常使用混凝土，并且混凝土会在温度变化和压力载荷等因素的影响下逐渐变形，如果变形太大，会影响桥梁的正常运行。建设新的接头可以大大提高性能，有效缓解车辆载荷和环境气候因素引起的桥面变形问题，有效地保证了车辆在桥上的安全行驶。中国公路桥梁的伸缩缝一般分为四类：对接伸缩缝，钢支撑伸缩缝，组合式支撑伸缩缝和板式伸缩缝。其中，对接伸缩缝被广泛使用，钢支撑伸缩缝是具有高强度特性的公路常用的类型，用于模量支撑伸缩缝的原料主要是特殊形状的钢和橡胶。“刚度和柔韧性”的显著特征可以有效地提高公路桥梁的承载能力。板式伸缩缝和模块化支撑伸缩缝的功能特性几乎相同，但模块化支撑伸缩缝的刚度在横向上反映出来。平板类型垂直显示。

2 裂缝的原因

就承载力而言，裂缝可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。如果裂缝宽度小于0.3mm，则钢筋混凝土不会由于混凝土裂缝而腐蚀。但是，如果裂缝宽度超过限制，则桥梁的耐久性和承载能力将减弱。（1）结构开裂。结构性裂纹是由于零件的承载力降低而产生的，某些桥梁中的垂直裂纹是结构性裂纹。该裂纹位于主梁腹板的中间跨度，是弯曲裂纹。结构裂缝的原因主要包括施工因素和后续的操作因素。由于不规范的施工工作、不适当的预应力、浇筑粗糙和其他因素，梁的强度不能满足设计要求。过多的交通承载量和较重的车辆会在以后的使用过程中引起弯曲裂纹。（2）非结构性开裂。非结构性开裂是指由于自身变形和外部环境因素的影响而发生的自适应开裂。这种类型的裂纹通常不影响零件的保持能力。在材料方面，混凝土中碱集料的反应会引起混凝土收缩和开裂。不合适的结构、过多的水灰比会导致收缩裂纹与振动不足，模板的过早移除会导致塑性裂纹的产生。由环境因素引起的裂缝包括：外部温度应力下因收缩和膨胀引起的温度裂缝，大量水化混凝土的热释放，由于内部和外部温差大而引起的温度裂缝、混凝土碳化、氯离子侵入、冻融循环、盐腐蚀等。由冻融和盐分侵蚀引起的腿部裂缝更为常见。中空平板桥箱中积水的原因是：由于最初的不当施工，桥的顶部出现了裂缝；在运输使用过程中不注重维护保养，导致裂缝渗透到大梁中；桥中的水通过桥主体上部的裂缝渗透到空心板中，并且当外部温度较低时，梁体内会产生大范围的裂缝。

3 公路桥梁伸缩缝施工技术

3.1 施工开始前的准备

首先，为了简化结构并保持良好的质量，通常情况下，在桥面板上铺设土工织物层并开始施工。其次，检查伸缩缝的质量，在开始施工之前，伸缩缝的刚体不得扭曲或弯曲，以免影响桥梁的整体质量。最后，检查施工中使用的锚固混凝土。桥梁施工对混凝土的要求较高，因此有必要使用优质骨料和优质水泥，添加适量的钢纤维，同时检查混凝土质量，以确保混凝土强度不低于横梁。另外，由于在不同温度下的定位值不同，因此在安装过程中必须考虑天气因素，并且当伸缩缝和最小工作宽度处于最高温度时需要一定的空间，在最低温度条件下，不能超过操作所需的最大间隔。

3.2 波纹钢板无缝橡胶伸缩缝技术

波纹钢板的无缝橡胶伸缩缝包括对称地布置的第一和第二补件，并且彼此相邻的第一和第二梁的梁端保留用于相应的安装凹槽区域。将预埋钢板放置在该区域中，并将新组件也安装在插槽区域中。拉伸组件包括上部波纹钢板、内部橡胶、增强钢板、下部波纹钢板、地脚螺栓和PTFE 滑动板。水平布置几个加固钢板。在橡胶内部，上部波纹钢板埋入内部橡胶的上表面，下部波纹钢板埋入内部橡胶的下表面，并且PTFE 滑板安装在埋入钢板和下部波纹钢板上部的安装槽中。弹性件的两端分别通过地脚螺栓连接到第一和第二横梁，并采用波纹钢板代替部分的结构接头以进行桥梁的伸缩，从而使行驶舒适稳定，避免横梁端部的填充，且易于维护和清洁。

3.3 加强现场施工管理

首先是纵切。在开槽的过程中，施工单位必须首先仔细检查高速公路的混凝土路面之间接缝处的平整度。避免桥头跳动或下沉，并确保路面和桥面连接的平整度。在此基础上，根据实际维护情况，在桥梁伸缩缝锚固区域进行放样、拉丝和切割作业。然后使用气动镐或液压工作站将混凝土从锚固区域移除，并拆除损坏的膨胀装置，以确保膨胀缝的锚固杆可以连接至桥面板的内置钢筋和桥台的后部，以确保横梁与平板伸缩之间的间隙符合设计要求。其次是安装。在安装和施工之前，必须先清洗储罐中的杂物，然后用起重机将膨胀节的三个点提起，并采取保护措施以防止钢制主体在提起过程中变形。此外，有必要及时调整伸缩缝的中心线以匹配梁伸缩缝的中心线，然后调整伸缩缝的位置，以严格控制路面与型钢上表面之间的高度差。通常在这种情况下，应将其控制在2.0mm之内。在安装阶段，可以使用诸如塞尺和直尺之类的工具来避免由路面和型钢之间的高度差引起的车辆跳动问题。经过检查和确认后，找到了型钢并使用分点焊对型钢进行加固。通过自上而下的焊接方法控制焊接长度，焊接长度为5-6cm。禁止在安装过程中处理嵌入式钢筋，请勿在没有安装嵌入式钢筋的地方种植钢筋。在施工过程中，使用桥梁加固法，并采用包埋法焊接交叉加固。最后是维护链接。维护环节是公路桥梁伸缩缝维护最后也是最重要的环节。在此过程中，员工必须定期检查各种组件，及时发现并维护存在或隐藏的不安全要素。

3.4 桥面开槽

（1）建造公路桥梁的沥青混凝土路面通过质量检验时，可以根据图纸要求将新缝降低到桥面板上，并确定标记出缝隙宽度。操作员可以使用专用切刀在标记处切缝。由于在切割过程中会产生大量的石粉，因此可以使用预先准备好的塑料板覆盖切割缝以外的表层并用胶带固定，以免污染周围的沥青混凝土表层。除了在施工过程中确保整齐的切口和接缝，还需要进行彻底的切割，这是工作时要注意的细节。

（2）开槽期间，将去除凹槽中所有的沥青混凝土，并用高压水枪冲洗从水箱中浮起的灰尘和碎屑。施工人员不能踩在凹槽的任何一侧。同时，开槽期间产生的所有废物必须及时运出施工现场，以防止污染周围环境。

3.5 安装伸缩装置

在公路桥梁新缝施工中，新设备的安装是关键环节，具体实施要点如下。

（1）在安装伸缩装置时，请确保伸缩装置的安装宽度满足图纸规定的要求，并在产品制造商提供的固定装置控制下进行安装。同时，在安装扩展单元时，请确保现场的环境温度为5-20℃。放置扩展单元时，宽度误差应控制在2.0mm 之内，并且扩展接缝中不应同时出现正负误差。

（2）由于膨胀装置型钢的膨胀间隙与安装温度密切相关，因此，如果在安装时的膨胀公差足够大，则可以适当地减小该间隙。如果使用80 型伸缩装置，则温度为20℃时可以将间隙调整为20mm，温度低于20℃时可以适当增大间隙，温度高于20℃时可以适当减小间隙。

（3）安装伸缩装置时，必须确保装置的中心线与光束末端重合。如果项目中使用的伸缩设备比较长，则必须逐节移动。当伸缩装置到达接合位置时，必须确保两个伸缩装置处于同一水平并且接头紧密连接，可以被拉直和连接。

（4）安装伸缩装置时必须严格控制高度。定位角钢可用于使设备的顶部表面比两侧的沥青混凝土表面略低，并通过调节伸缩设备的纵向笔直度使其光滑，如果伸缩缝的高度和平直度满足设计要求，则可以暂时固定设备。具体工作点如下：将锚固设备连接到扩展单元的侧梁，将内置钢筋从桥宽的一端焊接到另一端，并在两侧使用对称焊接的方法以使扩展单元处于水平状态。如果发生位移，则需要特别注意一端，以避免膨胀装置变形。

（5）如果伸缩装置是暂时固定的，则操作人员重新测量装置的高度以查看是否有任何偏差，同时对伸缩装置进行全面检查，如果没有变形，则检查是否没有问题，然后两端将锚固钢筋和内置钢筋紧密焊接到钢梁中。焊接点与型钢之间的距离应控制在不小于5.0cm，以有效防止型钢变形。在焊接和固定过程中，操作员必须使用3m直尺测试型钢的平整度，以确保平整度满足指定要求。牢固焊接膨胀装置后，必须及时拆除临时固定装置和定位角钢，以使装置能够自由膨胀和收缩。

（6）在伸缩装置的固定焊接中，经常会发生内置钢筋与钢锚固件不匹配的情况，为了解决该问题，可以采用以下方法来解决。伸缩装置在梁之间是刚性的。连接位置的焊接长度应至少为10cm，并根据相关标准和规范的要求，通过浅接触进行连接确保焊接质量，无焊接漏斗和漏焊等缺陷。

4 结束语

简而言之，为了有效提高桥梁工程新缝的施工质量，合理选择施工设计方案，加强对于整个施工过程的管理，提高施工人员的新缝施工水平，需要确保接缝施工标准和施工要求，以确保整个桥梁结构的安全，促进中国运输业的健康发展。