市政道路施工中的伸缩缝施工技术分析

2024-01-18马建生陈培真谷绍智

河南科技 2023年24期

马建生陈培真谷绍智

（中建七局安装工程有限公司，河南郑州 450000）

0 引言

市政道路施工是城市建设的重要内容，可以有效改善城市交通状况。市政道路在外界热胀冷缩等因素的影响下会出现一系列路面问题。伸缩缝施工技术是桥面铺装控制的关键工序，市政道路伸缩缝置于道路交接处与端部，采用无振动伸缩缝施工技术可以适当调整车辆荷载差异，能够有效减少温度变化对城市道路的损伤。桥梁伸缩缝施工影响着公路桥梁的使用寿命，市政道路工程中应用伸缩缝施工技术有助于提高工程质量，方便市民交通出行。随着市政道路工程的兴建，伸缩缝施工的作用日益突出，施工人员要遵循设计方案要求，合理应用伸缩缝施工技术。市政道路建设中要关注施工细节，按照施工流程进行操作。

1 市政道路伸缩缝类型及特点

随着我国交通行业的快速发展，公路桥梁工程不断增多。伸缩缝技术是市政道路工程中的重要措施，主要作用是降低温度变化对梁体的影响。伸缩缝示意如图1 所示。伸缩缝损坏必须及时维修以保证工程结构与行车安全。市政道路伸缩缝装置施工根据交通量及桥梁结构形式不同存在差异，高等级公路交通流量大，伸缩缝修补需要实行交通管制［1］。伸缩缝施工技术对市政路桥工程施工较为重要，需要重视伸缩缝施工质量控制。

图1 伸缩缝示意

不同时期市政道路伸缩缝装置采用的类型不同，主要包括钢制支承式、对接式、板式橡胶、无缝式等类型［2］：①钢制支承式伸缩装置使用钢材通过装配制成，可承受较大的水平变形；②对接式伸缩缝分为填塞和嵌固对接型；③板式橡胶伸缩缝利用橡胶材料剪切模量低原理设计制造，通过螺栓与梁端连接受力；④无缝式伸缩装置在桥梁端部伸缩间隙中填入弹性材料，铺上防水层，可适应桥梁上部构造的伸缩变形。随着交通运输业的发展，适用于异型桥跨结构变形的三维方向变形桥梁伸缩缝可适应纵横竖向变形需求；数模支承式伸缩缝利用橡胶材料与异型钢材组合，装置构造由V型截面嵌接于异型边梁钢组成可伸缩密封体。

2 市政道路伸缩缝装置破坏形式与病害原因分析

随着国家公路网的日益完善，市政道路工程不断增多，对伸缩缝质量提出了更高的要求。伸缩缝借助桥梁支撑体系使车辆带来的荷载传递给桥梁体，可使桥梁更能承受纵横向变化等综合影响，提高结构性能，延长桥梁使用寿命［3］。由于伸缩缝使用环境较为恶劣，易受到破坏，伸缩缝存在设计缺陷与施工质量问题降低了车辆行驶的平稳性，对伸缩缝及附近梁体产生较大的冲击力。伸缩缝施工质量直接关系到市政道路工程结构的安全性，需要分析伸缩缝装置常见的病害问题，从而提出伸缩缝施工质量控制的有效措施，底板伸缩缝节点如图2所示。

图2 底板伸缩缝节点（单位：mm）

2.1 市政道路伸缩缝装置常见破坏形式

市政道路桥梁伸缩缝可以避免道路在综合作用下发生应力改变，但伸缩缝设置不当也会导致早期破坏等问题影响桥面质量［4］。目前，有些市政道路伸缩缝装置存在较多病害，不同伸缩缝类型病害形式不同，主要有以下几种：①嵌填型伸缩缝由于夏季高温使桥梁伸长引起路面不平整性。②钢制支承式伸缩缝破坏形式主要是构件开焊导致噪声与摆动，伸缩装置两侧混凝土产生开裂坑槽，最终导致伸缩缝装置破坏；③板式橡胶组合剪切式伸缩缝破坏形式包括橡胶连接部位漏水、伸缩装置下陷等；④填充式伸缩缝装置以填缝局部沉陷、填缝材料老化等为主要破坏形式；⑤EPSE 桥梁伸缩装置破坏形式包括改性沥青混合料局部脱落与桥面铺装层连接处铺装层破坏等。伸缩缝破坏受到多方面因素影响，包括材料缺乏良好强度、安装开口未预留足够伸长度等。市政道路中应用伸缩缝施工需要采取一系列措施控制各环节的质量。

2.2 市政道路伸缩缝装置病害形成原因

桥梁伸缩缝破坏主要原因包括设计、施工与养护管理等环节。一是设计原因包括桥梁结构设计存在缺陷，未对伸缩缝装置两侧锚定混凝土材料进行科学的选择［5］；设计时将伸缩缝装置锚固件置于桥面铺装层，计算伸缩缝伸缩量未考虑实际温度的影响。二是施工工艺不达标，预埋钢筋未按设计要求位置设置；施工中不注重细节控制，施工材料不符合要求。三是混凝土强度不足，养护不到位，初期开通时出现裂缝在车辆冲击下引发二次损坏。

3 市政道路工程伸缩缝改造施工

近年来，市政道路桥梁等级逐步提升，有必要提高伸缩缝设计标准、加强施工质量控制［6］。市政道路伸缩缝使用中受到外部因素影响，工作性能下降，需要分析影响伸缩缝性能的因素。分析发现，伸缩缝竖向动力响应影响因素主要是支承刚度。通过大支承刚度减小伸缩缝支承跨度，有利于减弱活载的冲击效应［7］。新型无振动伸缩缝由板条等组成，板条承受桥面活载，在梁体内预埋在支承圆钢上。桥梁伸缩缝更换施工工艺如图3所示。

图3 桥梁伸缩缝更换施工工艺

4 市政道路工程无振动伸缩缝施工技术

随着国民经济的快速发展，市政道路建设得到全面提速，桥梁工程数量不断增加。伸缩缝装置是市政道路工程设计施工管理中的薄弱环节。伸缩缝装置主要为适应桥面梁体自由变形而设置，其性能直接影响交通安全与桥梁使用寿命。伸缩缝装置设置在结构薄弱部位，长期暴露于自然环境中，易造成梁板桥面铺装层破坏，大大增加桥梁的维修成本。伸缩缝装置应具备良好的耐久性，选择结构合理、施工方便的伸缩缝装置非常有必要。无振动伸缩缝由混合料与钢支承板构成，混合料中改性沥青材料具有良好的黏结力，不需其他锚固设施，具有行车舒适、防水性好等优点。

4.1 关键施工工艺

无振动伸缩缝施工需要提前做好准备工作，注意切割开槽与校验型钢平直度等环节。桥梁水泥伸缩缝施工前需要熟悉了解施工图纸，结合项目情况科学制定施工方案。加强组织领导，统一管理施工事宜，明确施工责任。配置相关机械设备，采用科学方法测试性能可靠度。桥面平整度符合伸缩缝切割要求后，严格依据施工图纸放样处理。严格控制伸缩缝槽体深度，开槽施工中利用风镐清除槽内垃圾杂物，型钢安装前需要检查槽内锚固筋和预埋筋。钢筋出现变形时需要拉直，安装型钢前需要校验型钢平直度，确保符合要求。伸缩缝安装作业时做好检查工作，验收合格后平整堆放伸缩缝。在施工区域内设置警示标识，避免受到车辆影响。

4.2 施工控制要点

伸缩缝施工前需要准备施工设备，根据桥梁伸缩缝设计要求伸缩量确定合理的槽口尺寸。伸缩缝切割后槽内残留大量砂石杂物应使用清水冲洗干净。清理干净伸缩缝槽内壁后均匀涂刷加热改性沥青胶结料。改性沥青胶结料涂刷后将钢盖安装于伸缩缝槽内，安装前清除钢盖板与胶结料黏结处的铁锈。沥青混合料配制工作需同步进行，粗集料烘干加热至160～180 ℃，与改性沥青胶结料放入拌和机搅拌均匀铺筑。铺筑伸缩缝混合料表面应涂刷改性沥青胶结料，以保证混合料接缝处与路面具有良好的黏结性。

5 市政道路伸缩缝的安装更换

市政道路工程伸缩缝更换需要根据实际工程情况选用不同的施工技术，施工前需要做好现场准备工作，施工人员应熟悉图纸并检查异形边梁平整度，配备机械设备与小型机具以保证顺利施工。伸缩缝装置安装前平直存放在厚度6 cm 以上的枕木上，防止型钢变形。伸缩缝运输到安装工地现场后按类别有序堆放。开挖预留槽施工要在伸缩缝上方进行沥青混凝土铺筑，以施工图为指导明确开糟宽度。伸缩缝安装应在气温为年平均气温时安装，伸缩缝定位宽度误差为2 mm，禁止伸缩缝同时出现正负误差。