大位移公路桥梁伸缩缝损伤养护施工技术

马宏伟

（江苏平山交通设施有限公司，江苏 南京 211500）

伸缩缝的本质是一条构造缝隙，但在大部分工程中，伸缩缝均存在损伤通病。例如，伸缩缝在结构中会直接承载重型货车的碾压，当结构长期受到外部冲击或负载作用时，会出现难以修补的损伤部位。同时，在设计伸缩缝时，一旦出现技术不标准或施工缺陷，也会降低伸缩缝在结构中的使用寿命[1]。当伸缩缝出现损伤问题时，会对公路桥梁整体结构的安全性造成影响，针对此种问题，倘若不及时采取有效的措施进行治理，甚至会对社会公路建设与市政工程的发展造成不良影响与经济方面损失，尤其是大位移公路在投入使用中伸缩缝对其的影响更为显著。除上述提出的原因，还可能由于工程在施工设计阶段进行伸缩缝结构选择时没有结构大位移公路的需求进行材料优化，或集成在伸缩缝上的锚固结构没有发挥其既定效果所导致。尽管施工方针对公路桥梁工程中的伸缩缝损伤已制定了完善的治理与解决对策，但大部分解决方案均为“事后”方案，即没有做到对伸缩缝结构在使用中的安全养护处理，只根据结构出现的异常，进行针对性处理。为了在真正意义上解决伸缩缝损伤问题，本文此次研究将以大位移公路为例，对此工程的伸缩缝损伤养护施工技术展开研究，以此种方式，发挥伸缩缝结构在工程中的既定效果，提高伸缩缝的使用寿命。

1 大位移公路桥梁伸缩缝损伤养护施工技术

1.1 伸缩缝养护施工前的切缝、开槽与表面清理

为了解决公路桥梁结构中伸缩缝存在的损伤问题，需要在养护施工前，做好对伸缩缝的切缝、开槽与表面清理等工作。完成对养护施工区相关数据的检测后，对工程进行切缝、开槽处理。在此过程中，需要先结合工程图纸，对伸缩缝的开槽宽度进行测量，确定开槽具体宽度后，将开槽的中心作为基础，进行放样处理，确保伸缩板宽槽呈现对等性[2]。在完成对伸缩缝结构的加宽与切割处理后，考虑到此时结构表层的平整度难以满足后续与养护结构安全需求，因此，需要根据工程实测数据，进行开槽宽度的及时返工调节。同时，辅助使用公路施工切割机与铺装设备，对锯缝进行顺直处理，通过此种方式确定对伸缩板的切割深度，以便于对损伤结构切割后伸缩缝可以良好地衔接。对于锯缝外部的路面结构，应采用密封性较强的胶带与塑料布进行表层覆盖，确保对结构中的其他部位在施工中进行预防。完成切缝后，清理施工现场的表层石灰材料，施工中使用鼓风机设备进行表面杂物的清除，确保在后续养护施工中不受到外界环境的影响。安装前，需要仔细检查接缝宽度。施工人员需要用钢卷尺测量相关部位，并尽量减少偏差。起吊过程中，需要确定起吊点，并将具有足够刚度的横扁担固定在型材上。具体如图1 所示。

图1 桥梁伸缩缝维护

对于伸缩缝改造，在完成伸缩缝凿除和桥面铺装混凝土后，一旦在相关检查过程中发现拼接板如果边缘有裂纹，应及时更换。如果在检查中发现该板如果边缘完好，则需要凿除相关的混凝土部分，然后使用膨胀管膨胀螺栓纵向固定钢板，固定位置主要在两侧桥面板上在侧面，施工人员需要放置钢筋，钢筋需要与钢板焊接双面焊接的方法主要用于连接和固定，然后需要焊接混凝土所选混凝土为C50 聚丙烯纤维混凝土。在伸缩板开槽施工阶段，应控制开槽的深度＞12.0cm，并根据现场环境，清理槽内的杂物与混凝土碎屑。同时，将钢板材料铺设在伸缩板两侧，确保开槽间隙符合工程养护施工标准[3]。在完成上述处理后，应进行伸缩板切缝件与搭板两者在区域内呈现立面衔接状态，并在此时完善伸缩缝中钢筋与箍筋的预埋，在进行此步骤施工行为时，假设出现预埋筋数量不足的问题，应进行此阶段施工区车辆与人员的禁入，避免额外的负载对结构造成二次损伤。

1.2 基于波形伸缩板的伸缩缝损伤上层铺装

完成对养护施工中准备工作的实施后，采用波形结构的伸缩板，进行伸缩缝损伤铺装处理，此伸缩板的主要由内置构件与填充材料构成，为了确保对伸缩缝结构起到保护作用，可将填充材料铺在伸缩缝上方，并将其与大位移主公路桥梁的铺装结构进行连接。其中，波形结构伸缩板的示意图可如图2 所示。

图2 波形结构伸缩板示意图

图2 中：（1）表示为伸缩缝固定螺杆；（2）表示为砼铺装层前端的砂浆处理层；（3）表示为伸缩缝结构剪力钉；（4）表示为波形结构伸缩板；（5）表示为螺纹结构的钢筋；（6）表示为跨缝板；（7）表示为伸缩缝损伤养护填充材料；（8）表示为橡胶材质的垫条；（9）表示为主桥滑动板；（10）表示为砂浆找平层。按照上述方式，进行波形伸缩板的设计，完成设计后，将连接在主梁桥面的两端进行伸缩需求量计算。以此为依据，进行伸缩缝损伤上层铺装，在铺装时，将公路桥梁的表层使用水泥砂浆进行找平处理，粘结伸缩板中的滑动钢板结构，将其作为主梁滑动层结构[4]。将内置组件与伸缩板进行跨接连接，增强装置整体的抗压性能，并根据结构养护施工需求，在其上层焊接多个剪力钉，强化内置构件与填充层的连接，并在固定边上增设一排锚固孔，通过固定螺栓的方式，将构件紧固在铺装层上。对于竖向结构中的连接嵌入板，可采用将其与PBL 刚肋进行焊接的方式，强化不同构件与整体结构的组合作用，完成装置的整体拼装后，在内置结构上填充材料。通过上述方式进行工程养护处理，可以确保结构在受到外界环境压力发生变化时，通过滑动内置组件的方式进行整体结构的伸缩，确保公路桥面结构的无缝化，降低或避免伸缩缝存在的常规性病害。

1.3 高性能砼养护施工材料选择

完成上述处理后，进行大位移公路桥梁伸缩缝损伤养护施工材料的选择。大部分公路桥梁伸缩缝损伤会伴随着砼结构的损坏，因此需要使用高性能砼材料代替常规的砼材料[5]。目前，公路桥梁工程中的砼材料大多为钢纤维砼材料与普通砼材料，前者在使用中的造价成本相对较高，且纤维用量较大，集成在伸缩缝中容易受到外界环境的侵扰出现生锈问题，而后者在使用中的造价成本较低，但却存在耐久性差、冲击性差等问题。相对上文提出的养护材料，本文提出的高性能砼材料具有良好的耐久性，可以在一定程度上降低外部冲击对伸缩缝结构的损害，以此种方式，提高伸缩缝结构的使用寿命与综合性能。其中，高性能砼材料的构成与作用如表1 中内容所示。

表1 高性能砼材料的构成与作用

按照上述表1 中内容，进行高性能砼养护材料的制备，以此种方式，提高伸缩缝结构的综合性能。在施工中应注意的是，此材料属于高性能高分子材料，需要现场技术人员参与辅助施工行为。

1.4 大位移公路桥梁伸缩缝损伤养护浇筑

完成上述处理后，进行大位移公路桥梁伸缩缝损伤养护的浇筑，浇筑时应做好对桥面围护结构、中央隔离带等连接位置的防水处理，根据工程施工需求，可在有必要的情况下，选择综合效果或性能较高的防水涂料作为防水处理材料。

为了确保对损伤位置浇筑后公路桥梁路面整体结构具有平整性特点，需要在浇筑时严格控制桥面铺装高度，并在浇筑时做好对混凝土材料的振捣，确保混凝土不掺有气泡[6]。在振捣过程中，可在混凝土搅拌机中插入振动装置，并在施工中辅助使用三轴整平装置进行表层的平整处理。在此过程中，应严格遵循“快插”与“慢拔”的施工原则，待混凝土材料表层无气泡泛出后，即可认为完成对混凝土的振捣处理。施工中应保持浇筑行为具有连续性，避免混凝土在振捣装置中出现凝结现象，完成上述相关处理后，进行混凝土的收浆→拉毛处理→覆盖→养生[7]。在上述提出的内容中应注意跨中混凝土的浇筑厚度应＞10.0cm，公路桥梁两端的浇筑厚度应当根据施工中的具体情况进行调节。通过此种方式，实现对伸缩缝结构的浇筑，从而完成对大位移公路桥梁伸缩缝损伤养护施工的研究。

2 实例应用分析

以某公路桥梁施工项目为例，该项目设计桥宽为25.0m，桥梁分为左右两幅分布，其中单幅桥梁的长度为22.5m。在桥梁横断面上的布置形式为：人行道和栏杆+行车道+栏杆式分隔带+行车道+车行道。同时，由于该工程项目地理位置特殊，因此在左右两幅桥面上都存在坡度向外1.5%的横向坡，在人行横道上也存在向内2%的坡度，同时该公路桥梁项目符合典型大位移公路桥梁类型的基本特征。该公路桥梁施工项目上半部分整体采用钢筋混凝土组合梁结构施工，桥墩采用强度等级为C40的混凝土材料，承台结构和桩基结构都采用强度等级为C30 的混凝土材料，由于该工程项目施工较早，已经使用超过10 年，各个结构上的伸缩缝都出现了不同程度的损伤。为了确保该公路桥梁后续的正常使用，需要一种合理的养护方案对该桥梁上的伸缩缝损伤进行养护。同时，为了能够实现对本文上述提出的养护施工技术的实际应用可行性验证，将该施工技术应用到上述介绍的公路桥梁的伸缩缝损伤养护当中，针对养护结果进行评价，从而实现验证。已知在该公路桥梁结构上，出现伸缩缝损伤的位置包括拱脚结构、拱顶结构以及桥梁整体1/4 位置、3/8位置，分别针对各个位置上现存损伤面积进行实际测量，并得到如表2 所示的测量结果。

表2 大位移公路桥梁现有伸缩缝损伤面积测量记录表

在得到表2 所示的测量数据后，按照本文上述流程，在伸缩缝养护施工前完成对切缝、开槽与表面的清理，并将波形伸缩板铺装在伸缩缝损伤的上方，选择适当的高性能砼结构材料对其进行养护，并在完成上述所有操作后对其进行养护浇筑。选择将各个损伤结构所在面的截面抗力作为养护施工效果的评价指标，截面抗力数值满足标准抗力要求则说明该位置上已经不存在损伤或损伤对伸缩缝的正常使用影响不大。利用KJ-1658-260 螺栓抗拔力检测仪对各个结构位置所在截面的抗力进行测量，该测量仪的测量精度为0.1KN，能够充分满足对损伤养护效果评价的精度需要，将KJ-1658-260 螺栓抗拔力检测仪测量得到的数据记录，并将其绘制成如表3 所示。

从表3 中得到的应用效果记录数据得出，在应用本文养护施工技术后，所有位置上损伤面积的最大值均小于上述养护前损伤面积的最小值，说明具有一定的养护效果。同时，尽管仍然存在部分损伤情况，但通过对损伤所在截面的抗力进行测量得出，其截面抗力均能够满足标准抗力要求，说明损伤情况不会对伸缩缝整体运行质量造成影响，实现了对损伤位置的养护。

3 结论

伸缩缝是大位移公路桥梁中的主要构成，在整体结构中，可以起到控制桥梁两侧翘曲角度的作用，并对整体桥梁结构起到支撑与稳定的作用。为了解决伸缩缝结构存在的损伤通病，此次研究以大位移公路为例，从伸缩缝养护施工前的切缝、开槽与表面清理；基于波形伸缩板的伸缩缝损伤上层铺装；高性能砼养护施工材料选择；大位移公路桥梁伸缩缝损伤养护浇筑四个方面，对此工程的伸缩缝损伤养护施工技术展开研究，完成设计后，以某公路桥梁施工项目为例，应用本文设计的养护施工技术，对此工程中存在损伤现象的伸缩缝结构进行养护施工处理。完成养护施工后发现，公路桥梁中所有位置损伤面积的最大值均小于上述养护前损伤面积的最小值，说明具有一定的养护效果。因此，可在后续的相关工程施工中，将本文提出的施工技术进行实践应用，以此种方式，提高公路桥梁伸缩缝的使用寿命，提升工程整体质量。