D80伸缩装置安装及SFRC浇筑施工技术

廖茂权

中国水利水电第七工程局有限公司 四川 成都 610081

伴随着我国社会经济和基础设施建设的不断发展，对全国交通运输条件也提出更高的标准和要求。作为交通运输主要设施的公路桥梁结构，对连接深沟高壑两侧道路有着至关重要的作用，在我国的高速、城市以及农村道路等方面都得到了广泛的应用，对我国实现区域均衡，有着十分关键的现实意义，同时也给公路桥梁工程施工技术和质量管理带来了新的机遇和挑战。而伸缩缝作为桥梁结构的关键部位之一，在起到调节桥梁上部结构之间的位移和联结等作用的同时，其施工工艺和质量的好坏将直接决定桥梁结构的整体稳定性和使用寿命。因此，本文以引江济淮工程管护道路工程为背景，对桥梁两端的D80伸缩缝安装以及SFRC浇筑的施工工艺技术进行了研究并付诸实施，为类似工程提供参考。

1 概述

1.1 工程概况

引江济淮工程C003-1标段位于安徽省桐城市境内，沿线分布有3条主要支流，为满足渠道两岸管护道路通行要求，设计采用简支T梁桥跨越支流。其中，1#管护道路桥位于输水渠道右岸42+130桩号处，桥面总跨度60.0m，与两端堤顶管护道路顺接，桥面设计宽度6.0m，桥梁上部结构采用预支预应力T梁，两端设置D80伸缩缝2道。

伸缩缝设置于T梁端头和左右侧桥台台帽之间，伸缩装置制造及安装由专业厂家及施工队伍负责实施，采用后做法施工，伸缩装置两端伸出桥面5cm，积水通过导流槽注入边沟中，伸缩缝安装完成后采用CF50钢纤维混凝土找平槽口并对E型钢进行再次锚固。D80型伸缩缝装置布置示意见图1。

图1 伸缩缝装置布置示意图

2 伸缩缝及锚固材料性能特点

桥梁端头伸缩缝的主要作用是防止桥梁上部结构在使用过程中因环境温度、混凝土收缩徐变等因素导致桥面开裂等问题。本工程选用单组式数模伸缩缝作为主要伸缩装置，并采用钢纤维混凝土作为锚固材料。

2.1 D80伸缩缝

D80伸缩缝采用具有耐油、耐氧化、强度高且吸震缓冲性能良好的橡胶条同热轧整体成型的高强异型钢材组合而成，可用于伸缩量在80mm及以下的伸缩缝，是目前桥梁结构设计中使用频率较高的一种类型，具有良好的抗弯、抗压能力。

在加工生产过程中，D80伸缩缝按照设计要求加工制作。具体的型号还包括以GQF-C、GQF-F、GQF-C60(NR)、GQF-F80(CR)型桥梁伸缩缝。

2.2 钢纤维混凝土

钢纤维混凝土（SFRC）是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料[1]。该类混凝土较普通混凝土有着较好的韧性、抗冲击性，与水泥亲和性好，在承受车辆冲击荷载时，可与钢纤维共同承受行车产生的冲击荷载，同时能够降低混凝土内部裂缝发生的概率，对混凝土的抗弯拉以及抗冲击性能，具有较好的延性。

SFRC中钢纤维添加的体积率在1%～2%之间，采用外掺法拌制，相较于普通混凝土而言，SFRC的抗拉强度提高40%～80%，抗弯强度提高60%～120%，抗剪强度提高50%～100%，抗压强度提高0～25%[2]。由此可见，钢纤维的引入明显提高了基体的延性和抗裂性，使其具有了更高的抗拉、抗剪性能，克服了混凝土材料拉伸强度弱、延性变形差等缺点[3]，SFRC较同级普通混凝土性能指标增长率统计见表1。

表1 SFRC较同级普通混凝土性能指标增长率统计表

3 伸缩缝安装施工技术

为顺利完成桥梁伸缩缝的安装与锚固混凝土浇筑，施工前需要根据设计图纸以及现场实际情况合理选择施工工艺流程与可靠的施工方法。桥梁端头伸缩缝施工流程为：施工准备→切缝开槽→基面清理→锚固钢筋调整→伸缩缝安装固定。

3.1 施工准备

伸缩缝安装前，工程技术人员要熟悉桥梁伸缩缝设计图纸和公路桥梁伸缩缝的安装操作规程，检查验收T梁架设质量、伸缩缝间隙。

提前进行伸缩缝安装施工方案的设计，结合工程量的大小以及现场施工条件，配备足够的工人和机械设备等施工资源。

3.2 开槽

（1）T梁顶部设现浇层，强度等级为C50防水混凝土。现浇层施工结束后，根据施工图以及伸缩装置的要求，由测量人员在距离伸缩缝边缘30cm处放出切缝开凿边线，两侧凿除宽度均为30cm。

（2）切缝前沿切割标识线张贴1～1.5m宽的塑料薄膜，采用封口胶带将塑料薄膜固定在桥面现浇层上，防止混凝土切割污染周边混凝土，并在伸缩缝内填充海绵、泡沫板等易拆除材料，防止混凝土切缝时堵塞伸缩缝。

（3）切缝由专业人员采用切割机顺切缝开凿边线切割两侧现浇层，确保切缝顺直无弯曲、无缺损，切割完成后由人工持风炮或电锤凿除混凝土，漏出预埋锚固钢筋，切槽深度＞180mm-现浇层厚度（施工前结合伸缩缝两端桥面现浇层厚度，按设计图纸计算确定，同时确保横向连接钢筋顶面保护层厚度不小于3cm）。

（4）切割完成后采用水枪将槽体冲洗干净，做到开槽部位干净、无杂物、无积水，并由人工持小型工器具清除伸缩缝两侧预埋锚固钢筋表面附着混凝土，并调整锚筋形状间距，控制设计间距200mm，方向与顺桥向平行，调整完成后进行现场检查复核，确保满足伸缩装置边梁E型钢锚固钢筋焊接要求，对间距偏大的锚筋及时调整或采取钻孔补植筋处理，植筋要穿过现浇层并深入梁体或台帽，钻孔深度大于15cm，并采用改性高强度环氧型植筋锚固胶进行锚固，避免形成不稳定的隐患。

现浇层钢筋网在伸缩缝开凿完成后延伸至槽口边缘不能截断，铺设时控制其端头距离槽口边缘2cm，并在伸缩装置焊接完成后沿横桥向插入槽口分布钢筋并绑扎固定。

（5）伸缩缝开始施工前封闭交通，禁止车辆和五官人员通行，避免造成槽口质量受损影响伸缩缝锚固混凝土外观质量。伸缩缝内的杂物，尤其是混凝土块等影响桥梁伸缩的硬质杂物要在槽口修整清理结束后清除干净。

3.3 伸缩缝安装

（1）安装前对开槽宽度、深度及梁体端头间隙进行检查，防止伸缩装置边梁架空或因宽度不足，影响结构受力。

（2）检查完成后沿垂直于桥梁轴线方向放出伸缩装置顶面高程控制线，并采取拉线标示，放线时采用全站仪精确量测，控制E型钢的顶部标高低于两侧钢纤维混凝土设计标高2～3mm。

（3）将伸缩装置沿控制线准确安装在伸缩缝顶部，并根据量端伸缩缝的中心线进行伸缩装置的微调，调整完成并符合要求后采用点焊的方式将伸缩装置临时固定在锚筋上，固定时顺着伸缩装置的一端向另一端每间隔两根锚筋点焊一点，点焊时由两名工人对称施焊。点焊固定后由测量人员采用二等水准仪或全站仪应对伸缩装置的顶面标高进行再次复测，确认无误后方可将伸缩装置边梁上的锚筋与结构预埋锚筋焊牢，焊接时严禁出现点焊、跳焊、漏焊等现象。

（4）安装时要确保伸缩装置的中心线与梁端伸缩缝的中心线相重合。

3.4 模板安装

槽口端头模板采用新购覆膜木胶合板，模板安装牢固、严密不漏浆，能在砼振捣时而不出现移动。

4 SFRC施工

伸缩缝安装完成后对其进行覆盖保护，并浇筑SFRC锚固。锚固混凝土在伸缩装置焊接固定并校核完成后浇筑。设计SFRC强度等级为FC50，浇筑施工工艺流程为：配合比设计→混凝土浇筑→养护。

4.1 配合比设计

SFRC配合比设计的主要目的是根据使用要求，合理确定拌合料的水灰比、钢纤维体积率、单位用水量和砂率等4个基本参数，由此计算出各组成材料的用量[4]。各材料之间的用量配比是影响ASFC材料力学性能的关键因素之一。混凝土配置强度、水胶比等按照规范要求进行计算确定，并且需要考虑掺入的钢纤维分散均匀，与混凝土充分结合。

在ASFC的制备过程中，由于粗骨料会阻碍钢纤维在基体中的转动，因此粗骨料粒径和掺量亦会对钢纤维的定向效果产生影响。关于ASFC的配合比，在保证一定工作性和场强使钢纤维转动到设计方向的基础上，一般粗骨料的粒径控制在20mm以内，砂率控制在50%左右，且钢纤维不宜太长[3]。

（1）原材料

SFRC所使用的水泥、骨料等原材料，必须有相关的质量检测合格证明，并在进场时组织进行材料质量见证取样检测。

SFRC采用等级不低于P·O42.5的普通硅酸盐水泥，水泥进场前提供出厂检验报告等质量证明文件；粗骨料采用连续级配的粗骨料，最大公称粒径控制在25mm以内，并不大于钢纤维长度的3/4；所使用的外加剂要符合GB 8076等国家标准和行业规范规定，并且不得使用含氯盐的外加剂。

（2）确定混凝土配置强度

式中：

（3）确定水胶比

水胶比是SFRC配合比设计的重要参数，对SFRC性能具有重要影响，根据以往的试验结果分析，在一定范围内，水胶比越小，混凝土强度越高。

（4）钢纤维掺入量

钢纤维掺入量以体积率进行计算，即钢纤维所占SFRC体积的百分数，该数据的大小决定了SFRC韧性增强程度。结合桥头伸缩缝所承受的外部荷载，为确保其满足抗压、抗折以及抗拉强度，钢纤维长度20mm～60mm，直径0.3mm～1.2mm，体积掺量1.5%。

（5）按假定质量法确定SFRC配合比材料用量时按下式进行计算：

式中：

（6）配合比适配

SFRC配合比计算完成后采用工程实际使用的原材料进行适配，并对适配拌合物性能、力学性能和耐久性能进行试验检测，根据试验检测结果再次调整配合比，直至满足和施工要求后，即可确定为设计配合比，并报监理工程师审批后用于工程施工。

（7）拌合物性能

配置好后采用强制式搅拌机搅拌均匀，并不得出现钢纤维结团现象；SFRC的强度、模量、弯曲韧性等力学性能要满足设计要求。

4.2 SFRC浇筑及养护

（1）SFRC采用强制式搅拌机械设备生产，罐车运输至施工现场。混凝土浇筑前在槽口两侧采用塑料薄膜覆盖保护周边混凝土面，覆盖保护范围约为0.8～1.0m，并采用泡沫板填塞伸缩缝后覆盖彩条布保护伸缩缝。

（2）浇筑时采用两侧对称浇筑的方法施工，浇筑后振捣密实，由人工持铁抹仔细抹面收光，控制其顶面高程与C50现浇混凝土层顶面齐平，同时确保混凝土顶部平整度偏差小于2mm。

（3）采用覆盖土工布并洒水养护的方式进行现浇SFRC的保温保湿养护，养护频率为混凝土表面时刻保持湿润，养护时间不少于7天；混凝土养护期间封闭交通，防止车辆或行人通行扰动锚固混凝土，影响整体结构稳定性，出现锚固隐患。

（4）混凝土达到设计要求强度后即可安装橡胶条，安装前掏出前期填塞在缝内的闭孔泡沫板，清理伸缩缝。橡胶条安装要求平整、长度适当、外形整洁、美观、顺直。

5 质量控制

桥梁伸缩缝必须与梁体或台帽之间连接牢固，否则在外部荷载的冲击下会使其遭受破坏，降低使用寿命，因此，在桥梁伸缩缝安装及锚固混凝土浇筑施工过程中必须采取有效措施控制施工质量。

（1）T梁预制前要根据台帽之间的实际间距严格控制T梁定型模板长度，防止出现梁端过长导致伸缩缝间距缩小等问题。

（2）植筋施工时要根据伸缩装置E型钢边梁上设置的锚筋位置确定植筋钻孔位置，并采用改性高强度环氧型植筋锚固胶进行锚固，不得采用砂浆锚固。

（3）锚筋施工结束72小时后按规范要求展开锚筋拉拔试验检测，检测数量为全检。

（4）浇筑砼前要对伸缩装置进行覆盖保护，防止混凝土渗入伸缩装置中。

（5）进场后的伸缩装置外观要平整洁净，无损伤、毛刺、锈蚀，橡胶条表面要光滑平整无缺陷，涂装表面平整无脱落、留痕、褶皱等。

（6）伸缩装置在厂家进行组装，并标注好吊装位置，运输及存放过程中避免暴晒、雨淋，保持清洁并防止装置变形。

（7）伸缩缝安装之前，应按照安装时的气温调整安装时的定位值，用专用卡具将其固定[5]。

6 结语

伸缩缝作为桥梁结构的关键部位之一，起到调节上部结构之间的位移和联结的作用，其施工质量的好坏直接决定了桥梁的整体稳定性、使用舒适性和和安全性。

但由于伸缩缝所出部位特殊，一般采用反开槽法施工，并采用SFRC作为锚固混凝土，在显著改善桥梁伸缩缝抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能的同时，对其施工质量和施工技术提出了更高的要求。通过对伸缩缝安装及SFRC浇筑施工技术及质量控制措施的具体分析和应用，确保了1#桥梁伸缩缝施工质量，积累了相关施工经验，可供类似工程借鉴。